(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通したワイヤ通過孔を有するスピンドルと、このスピンドルの先端に取り付けられ、前記ワイヤ通過孔に連通するワイヤ給電孔を有する給電チップとを備え、前記ワイヤ通過孔及びワイヤ給電孔内に溶接ワイヤを挿通し、前記スピンドル及び給電チップを高速スリコギ運動させて、アークセンシング開先倣いを行うアーク溶接トーチにおいて、前記スピンドルのワイヤ通過孔には、その先端部に、基端側の内径よりも小さな内径を有し、溶接ワイヤの径方向の振動を規制するワイヤ拘束部を設け、ワイヤ拘束部は、ワイヤ通過孔の基端側の内径よりも小さな内径を有する第１ワイヤ拘束部と、前記第１ワイヤ拘束部の先端側に設けられ、前記第１ワイヤ拘束部の内径よりも小さな内径を有する第２ワイヤ拘束部とからなることを特徴とするアーク溶接トーチ
【請求項２】
ワイヤ拘束部は、軸方向の長さが、ワイヤ径に対して５５倍以上８５倍以下であることを特徴とする請求項１記載のアーク溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドル及び給電チップを高速スリコギ運動させて、アークセンシング開先倣いを行うアーク溶接トーチに関し、特に、給電点を安定化させて、アークセンシング開先倣いを向上させるとともに、ビード不良が発生し難いようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に基づき、従来のアーク溶接トーチを説明する。
図３は、従来のアーク溶接トーチのスピンドルの縦断面図である。
この従来のアーク溶接トーチは、図３に示すように、軸方向に貫通したワイヤ通過孔５０を有するスピンドル５１の先端に、ワイヤ通過孔５０に連通するワイヤ給電孔５２を有する給電チップ５３を取り付け、ワイヤ通過孔５０及びワイヤ給電孔５２内に溶接ワイヤ（図示せず）を挿通し、スピンドル５１及び給電チップ５３を高速スリコギ運動させて、アークセンシング開先倣いを行っている。
【０００３】
また、このアーク溶接トーチでは、溶接ワイヤをアーク溶接トーチ内のワイヤ通過孔５０及びワイヤ給電孔５２に挿通する際に、スピンドル５１内のワイヤ通過孔５０から給電チップ５３のワイヤ給電孔５２に溶接ワイヤを挿通し易くするために、スピンドル５１内のワイヤ通過孔５０の先端部を縮径して縮径部５４とし、給電チップ５３のワイヤ給電孔５２と接続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のアーク溶接トーチでは、約３５０Ａ程度の電流でアーク溶接を行う場合には、何ら問題はないが、約６００Ａ程度の大電流でアーク溶接を行おうとすると、溶接ワイヤが径方向に振動し、溶接ワイヤへの給電が不安定となる。
このため、アークセンシング開先倣いの不良や、アンダーカットあるいはガウジング等のビード品質の不良が生じてしまい、溶接品質が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の有する問題点に鑑み提案されたもので、その目的とするところは、スピンドルの高速すりこぎ運動に伴うスピンドル内でのワイヤー振れ回りを防止することで、給電点を安定化させて、アークセンシング開先倣いを向上させるとともに、ビード不良が発生し難いアーク溶接トーチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するためのものであり、以下にその内容を説明する。
【０００７】
請求項１記載の発明は、軸方向に貫通したワイヤ通過孔を有するスピンドルと、このスピンドルの先端に取り付けられ、前記ワイヤ通過孔に連通するワイヤ給電孔を有する給電チップとを備え、前記ワイヤ通過孔及びワイヤ給電孔内に溶接ワイヤを挿通し、前記スピンドル及び給電チップを高速スリコギ運動させて、アークセンシング開先倣いを行うアーク溶接トーチにおいて、前記スピンドルのワイヤ通過孔には、その先端部に、基端側の内径よりも小さな内径を有し、溶接ワイヤの径方向の振動を規制するワイヤ拘束部を設け、ワイヤ拘束部は、ワイヤ通過孔の基端側の内径よりも小さな内径を有する第１ワイヤ拘束部と、前記第１ワイヤ拘束部の先端側に設けられ、前記第１ワイヤ拘束部の内径よりも小さな内径を有する第２ワイヤ拘束部とからなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の構成に加えて、第２ワイヤ拘束部は、軸方向の長さが、ワイヤ径の５５倍以上８５倍以下であることを特徴とする。
【００１０】
したがって、上記した発明によれば、次のような作用を奏する。すなわち、請求項１記載の発明では、アーク溶接トーチを用いてアーク溶接を行うには、スピンドルの先端に給電チップを取り付け、スピンドルと給電チップとの軸方向に貫通したワイヤ通過孔及びワイヤ給電孔に溶接ワイヤを挿通し、溶接ワイヤの先端を給電チップの先端から突出させる。また、ワイヤ通過孔内の溶接ワイヤは、まず、ワイヤ通過孔の基端側に設けた第１ワイヤ拘束部により、溶接ワイヤの径方向の振動が規制され、次に、ワイヤ通過孔の先端側に設けた第２ワイヤ拘束部により、溶接ワイヤの径方向の振動がさらに規制される。
【００１１】
この状態で、給電チップから溶接ワイヤに給電するとともに、溶接ワイヤの先端を溶接部位に接近させる。
そして、スピンドル及び給電チップを高速スリコギ運動させて、アークセンシング開先倣いを行って溶接を行う。
このとき、ワイヤ通過孔内のワイヤは、ワイヤ拘束部により溶接ワイヤの径方向の振動が規制される。
【００１２】
したがって、例えば約６００Ａ程度の大電流を溶接ワイヤに給電して溶接を行う場合であっても、給電点が安定化する。
このため、アークセンシング開先倣いの不良が生じることがなく、また、アンダーカットあるいはガウジング等のビード品質の不良も生じることがないので、溶接品質を向上させることができる。
【００１４】
また、給電点がさらに安定化し、溶接品質をさらに向上させることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、ワイヤ拘束部の軸方向の長さは、溶接ワイヤを拘束できるとともに、拘束部の長さが長すぎることにより生ずるワイヤ送給抵抗増加からのワイヤ座屈防止を考慮して、ワイヤ径の５５倍以上８５倍以下となっている。
【００１６】
したがって、ワイヤ通過孔を通過する溶接ワイヤは、ワイヤ拘束部を容易に通過できるとともに、溶接ワイヤの径方向の振動を十分に規制することができ、給電点が安定化して、溶接品質を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明に係るアーク溶接トーチのスピンドルの縦断面図である。
【００１８】
本発明に係るアーク溶接トーチは、図１に示すように、スピンドル１と、このスピンドル１の先端に取り付ける給電チップ２とを備えている。
【００１９】
上記したスピンドル１には、軸方向にワイヤ通過孔３を貫通してある。このワイヤ通過孔３は、長さの途中で、基端側のワイヤ通過孔３の内径よりも縮径した内径を有する第１ワイヤ拘束部４となり、さらに第１ワイヤ拘束部４の先端側が、第１ワイヤ拘束部４の内径よりも縮径した第２ワイヤ拘束部５となっている。また、スピンドル１の先端には、第２ワイヤ拘束部５の先端と連通した給電チップ取付凹部６を設けてある。
【００２０】
上記した給電チップ２は、軸方向に貫通するワイヤ給電孔７を有するとともに、その基端部に、上記したスピンドル１の給電チップ取付凹部６に係合する取付凸部８を設けてあり、外周面は先端部に向かって縮径している。
【００２１】
【実施例】
次に、上記したアーク溶接トーチの最適な寸法等を説明する。図１に示したスピンドル１は、真鍮を用いて形成され、その長さは、約２５０．５ｍｍとなっている。
そして、このスピンドル１の軸方向に貫通するワイヤ通過孔３は、基端側から約３０ｍｍまでは内径が約４．７ｍｍとなっていて、その先端側の第１ワイヤ拘束部４は、長さが約１００ｍｍで、内径が約３ｍｍとなっていて、さらにその先端側の第２ワイヤ拘束部５は、長さが約１２０ｍｍで、内径が約２ｍｍとなっている。
【００２２】
また、給電チップ２の長さは、約４５ｍｍとなっている。
また、上記したアーク溶接トーチに挿通して使用する溶接ワイヤ（図示せず）は、外径が約１．４ｍｍで、給電チップ２の先端から約３０ｍｍだけ突出させててある。
【００２３】
上記した第２ワイヤ拘束部５の最適な各寸法は、実験により求めたものであり、上記した各寸法が、溶接ワイヤの径方向の振動を拘束するのに必要かつ十分なものであった。
すなわち、第２ワイヤ拘束部５の内径が約２ｍｍである場合に、外径が約１．４ｍｍの溶接ワイヤが容易に通過できるとともに、溶接ワイヤの径方向の振動を十分に規制することができた。
【００２４】
また、第２ワイヤ拘束部５の長さは、ワイヤ送給抵抗増加からのワイヤ座屈防止も考慮して、当該長さが決定された。
具体的には、第２ワイヤ拘束部５の長さは、この溶接ワイヤの外径の８５倍である約１２０ｍｍとしてある。
【００２５】
上記したアーク溶接トーチを用いて行った約６００Ａの大電流を使用したアーク溶接では、ビード形状が良好であり、耐ギャップが３ｍｍで良好であり、ガウジングが少なく、倣い性も良好であった。
尚、外径が約１．４ｍｍの溶接ワイヤに対して、第２ワイヤ拘束部５の長さを、溶接ワイヤ径の５５倍である約８０ｍｍ以上とすれば、ほぼ良好な溶接結果を得られることが、実験によりわかった。
【００２６】
スピンドル１の最適な各寸法等を決定するための実験では、上記したアーク溶接トーチの他に、図２に示すような他のアーク溶接トーチも用いた。
図２は、実験に用いた他のアーク溶接トーチの縦断面図である。
以下、このアーク溶接トーチについて説明する。尚、上記したアーク溶接トーチと同様の部材には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
このアーク溶接トーチに用いるスピンドル９は、真鍮を用いて形成され、その長さは、約２５０．５ｍｍとなっている。
そして、このスピンドル９の軸方向に貫通するワイヤ通過孔１０は、基端側から約２２５ｍｍまでは内径が約４．７ｍｍとなっていて、その先端側にワイヤ拘束部１１を設け、このワイヤ拘束部１１の長さは約２５ｍｍで、内径が約１．６ｍｍとなっている。
【００２８】
給電チップ２の長さや、アーク溶接トーチに挿通して使用する溶接ワイヤの寸法等は、上記したアーク溶接トーチのスピンドル１と同様である。
【００２９】
上記したアーク溶接トーチを用いて行った、約６００Ａの大電流を使用したアーク溶接では、ビード形状に凹凸があり、耐ギャップ性が若干不良であり、ガウジングがやや多いが、倣い性は良好であった。
【００３０】
さらに、図３に示した従来のアーク溶接トーチを用いて行った、約６００Ａの大電流を使用したアーク溶接では、ビード形状に凹凸があり、耐ギャップ性が悪く、ガウジングが多発し、倣い性も悪かった。
【００３１】
上記した実験の結果から、図１に示したスピンドル１を備えたアーク溶接トーチを用いた場合に、約６００Ａの大電流を使用した場合であっても、良好な溶接結果が得られることがわかった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００３３】
請求項１記載の発明では、スピンドルを高速スリコギ運動させて、アークセンシング開先倣いを行う溶接トーチにおいて、ワイヤ通過孔内のワイヤは、ワイヤ拘束部により溶接ワイヤの径方向の振動が規制される。また、ワイヤ通過孔内の溶接ワイヤは、第１ワイヤ拘束部及び第２ワイヤ拘束部により、溶接ワイヤの径方向の振動がさらに規制される。
【００３４】
したがって、例えば約６００Ａ程度の大電流を溶接ワイヤに給電して溶接を行う場合であっても、給電点が安定化し、アークセンシング開先倣いの不良が生じることがなく、また、アンダーカットあるいはガウジング等のビード品質の不良も生じることがない。
このため、約６００Ａ程度の大電流を使用したアーク溶接において、溶接品質を向上させることができる。
【００３６】
また、給電点がさらに安定化し、溶接品質をさらに向上させることができる。
【００３７】
請求項２記載の発明では、実験により求めた第２ワイヤ拘束部の最適な寸法を示してあり、ワイヤ拘束部の軸方向の長さは、ワイヤ径の５５倍以上８５倍以下となっている。
【００３８  】
したがって、ワイヤ通過孔を通過する溶接ワイヤは、ワイヤ拘束部を容易に通過できるとともに、溶接ワイヤの径方向の振動を十分に規制することができ、給電点が安定化して、溶接品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアーク溶接トーチのスピンドルの縦断面図である。
【図２】実験に用いた他のアーク溶接トーチのスピンドルの縦断面図である。
【図３】従来のアーク溶接トーチのスピンドルの縦断面図である。
【符号の説明】
１  スピンドル
２  給電チップ
３  ワイヤ通過孔
４  第１ワイヤ拘束部
５  第２ワイヤ拘束部
６  給電チップ取付凹部
７  ワイヤ給電孔
８  取付凸部
（実験に用いた他の例）
９  スピンドル
１０  ワイヤ通過孔
１１  ワイヤ拘束部
（従来例）
５０  ワイヤ通過孔
５１  スピンドル
５２  ワイヤ給電孔
５３  給電チップ
５４  縮径部
【図１】
0003623847.tif 000002
【図２】
0003623847.tif 000003
【図３】
0003623847.tif 000004