(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーチ側のプラグ部は、先端にいくに従って外径が小さくなるテーパ面と、中心軸部にガス通路と、外周面から突出したピンとをそれぞれ有する円柱状給電用プラグと、その円柱状給電用プラグの外周部に形成された絶縁体に一体配置された制御線用プラグとからなり、電源側のソケット部は、先端にいくに従って内径が大きくなり前記円柱状給電用プラグのテーパ面と嵌合するテーパ面と、中心軸部にガス通路と、前記円柱状給電用プラグのピンを前面から挿入できる縦溝とその縦溝に連続して内部中心軸の回りに螺旋状に形成されピンを案内する溝とをそれぞれ有する給電用ソケットと、その給電用ソケットの外周部に形成された絶縁体に給電用ソケットの中心軸と同心的に一体配置され、前記トーチ側のプラグ部の制御線用プラグが挿入される円弧状凹部とよりなる溶接用、切断用トーチのケーブル接合部において、円柱状給電用プラグのテーパ面を給電用ソケットのテーパ面に嵌合させる時、円柱状給電用プラグの外周面から突出したピンが給電用ソケットの螺旋状の溝の一端部にある段階では、円柱状給電用プラグのテーパ面と給電用ソケットのテーパ面の間および円弧状凹部内の一端部にある制御線用プラグと円弧状凹部内の他端部にある制御線用ソケットの間には接触状態がなく、円柱状給電用プラグを回転させて円柱状給電用プラグの外周面から突出したピンが給電用ソケットの螺旋状の溝の他端部にきた段階では、ピンが螺旋状の溝を押す力によって給電用ソケットとその外周部に形成された絶縁体は円柱状給電用プラグとその外周部に形成された絶縁体側に移動し、円柱状給電用プラグのテーパ面と給電用ソケットのテーパ面の間が接触状態となると同時に、円柱状給電用プラグの回転にともなって制御線用プラグは円弧状凹部内の一端部から他端部に移動し、他端部に設けられた制御線用ソケットと接触状態となる溶接用、切断用トーチのケーブル接合部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接作業に使用される溶接用トーチ及び切断作業に使用される切断用トーチのケーブル接合部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の溶接用トーチ及び切断用トーチのケーブル接合部の一例について、図５〜図８に基づいて説明する。
【０００３】
図５は従来のＴＩＧ溶接機または切断機の概略構成図であり、１はＴＩＧ溶接用または切断用の電源、２はＴＩＧ溶接用または切断用のトーチ、３はＴＩＧ溶接用または切断用の電源１とＴＩＧ溶接用または切断用のトーチ２を接続するケーブル接合部である。ケーブル接合部３は、給電及びガス供給用のパワーケーブルホースと、電源起動用の制御線の２箇所の接合部で構成され、パワーケーブルホースの接合部は工具を使って接合されていた。図６は従来の消耗電極式溶接機の概略構成図であり、４は溶接用電源、５は消耗電極（以下ワイヤという）を送給するワイヤ送給装置、６は溶接用トーチ、７は中間ケーブル、８はワイヤ送給装置５と溶接用トーチ６を接続するケーブル接合部、９は中間ケーブル７のケーブル接合部である。
【０００４】
近年ケーブル接合部８において、工具を使わずに簡単に着脱できる目的で、給電用のパワーケーブルと、ガス供給用のホースと、信号用の制御線とを一体化し、リングナット１０のねじにより着脱できるケーブル接合部が提案されていた（実開昭６０−２８９７３号公報参照）。
【０００５】
図７は、図６のケーブル接合部８の一部断面説明図で、１１は溶接用電源４からの電気を通電する給電ソケットでワイヤ送給装置５側に配置され、１２は給電ソケット１１と結合する給電プラグで溶接用トーチ６側に配置され、給電ソケット１１と給電プラグ１２は各々のテーパ面１３が嵌合し通電するようになっている。１４はガスの通路を有するガス金具で給電ソケット１１側のガス通路１５に挿入されている。１６は電源起動用の制御線１７と連結されたピンで給電プラグ１２側に配置され、１８はピン１６と結合する雌コンタクトで給電ソケット１１側に配置され、雌コンタクト１８には制御線１７が連結されている。給電プラグ１２とガス金具１４とピン１６は機械的に一体となっており給電プラグ１２側に設けられたリングナット１０のねじにより軸方向に移動し、給電ソケット１１，ガス通路１５及び雌コンタクト１８より着脱できる構造となっている。
【０００６】
図８は図７のＣ−Ｃ矢視図でピン１６及び雌コンタクト１８は、各２個設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記図５に示す従来の構成のＴＩＧ溶接機または切断機では、ケーブル接合部３においてパワーケーブルホースと制御線の２箇所の接合箇所があり、パワーケーブルホースの接合部においては工具を使わないと接続できないので、ＴＩＧ溶接用または切断用のトーチ２を電源１に接続するのに時間を要していたという問題があった。
【０００８】
また、上記図６，図７，図８に示す従来の構成の溶接用トーチ６では、リングナット１０の締め付けが不十分であった場合、給電ソケット１１と給電プラグ１２の通電面であるテーパ面１３は外れるが、ピン１６と雌コンタクト１８は結合した状態になっているので、電源起動用の制御線１７はつながった状態になり、溶接用トーチ６の先端部のスイッチを投入することにより溶接用電源４より電気が供給されるため、テーパ面１３の外れた部分で通電不良を起こし、アーク不安定が発生したり、ケーブル接合部８が焼損するという問題があった。給電ソケット１１と給電プラグ１２のテーパ面１３が外れても、ピン１６と雌コンタクト１８は結合した状態になるのは、テーパ面１３は短い距離の軸移動でも嵌合状態が外れ、通電状態が外れるが、ピン１６と雌コンタクト１８の軸方向に接触している距離Ｌ１（図７）は構造上長くなっており、テーパ面１３が外れる距離よりもＬ１が長いためである。
【０００９】
また、溶接用トーチ６の着脱はリングナット１０のねじで行っているため、ねじが噛み合っている距離Ｌ２（図７）分リングナット１０を回転させないと着脱できないので、溶接用トーチ６の着脱に時間を要していたという問題もあった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の従来の問題を解決するもので、先端にいくに従って外径が小さくなるテーパ面と、中心軸部にガス通路と、外周面から突出したピンとをそれぞれ有する円柱状給電用プラグと、その円柱状給電用プラグの外周部に絶縁して一体配置された制御線用プラグとからなるトーチ側のプラグ部と、先端にいくに従って内径が大きくなり前記円柱状給電用プラグのテーパ面と嵌合するテーパ面と、中心軸部にガス通路と、前記円柱状給電用プラグのピンを前面から挿入できる縦溝とその縦溝に連続して内部中心軸の回りに螺旋状に形成されピンを案内する溝とをそれぞれ有する給電用ソケットと、その給電用ソケットの中心軸と同心的に一体配置された円弧状凹部の端部に絶縁して設けた、前記制御線用プラグと嵌合する制御線用ソケットとからなる電源側のソケット部とより構成した溶接用、切断用トーチのケーブル接合部を提供するものであり、ケーブル接合部の給電面での接触が不十分であった場合、アーク不安定やケーブル接合部の焼損を防ぐことができ、また、ケーブル接合部の着脱を工具を用いずに素早くできるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、トーチ側のプラグ部が、先端にいくに従って外径が小さくなるテーパ面と、中心軸部にガス通路と、外周面から突出したピンとをそれぞれ有する円柱状給電用プラグと、その円柱状給電用プラグの外周部に形成された絶縁体に一体配置された制御線用プラグとからなり、電源側のソケット部が、先端にいくに従って内径が大きくなり前記円柱状給電用プラグのテーパ面と嵌合するテーパ面と、中心軸部にガス通路と、前記円柱状給電用プラグのピンを前面から挿入できる縦溝とその縦溝に連続して内部中心軸の回りに螺旋状に形成され、ピンを案内する溝とをそれぞれ有する給電用ソケットと、その給電用ソケットの外周部に形成された絶縁体に給電用ソケットの中心軸と同心的に一体配置され、前記トーチ側のプラグ部の制御線用プラグが挿入される円弧状凹部とよりなる溶接用、切断用トーチのケーブル接合部において、円柱状給電用プラグのテーパ面を給電用ソケットのテーパ面に嵌合させる時、円柱状給電用プラグの外周面から突出したピンが給電用ソケットの螺旋状の溝の一端部にある段階では、円柱状給電用プラグのテーパ面と給電用ソケットのテーパ面の間および円弧状凹部内の一端部にある制御線用プラグと円弧状凹部内の他端部にある制御線用ソケットの間には接触状態がなく、円柱状給電用プラグを回転させて円柱状給電用プラグの外周面から突出したピンが給電用ソケットの螺旋状の溝の他端部にきた段階では、ピンが螺旋状の溝を押す力によって給電用ソケットとその外周部に形成された絶縁体は円柱状給電用プラグとその外周部に形成された絶縁体側に移動し、円柱状給電用プラグのテーパ面と給電用ソケットのテーパ面の間が接触状態となると同時に、円柱状給電用プラグの回転にともなって制御線用プラグは円弧状凹部内の一端部から他端部に移動し、他端部に設けられた制御線用ソケットと接触状態となる溶接用、切断用トーチのケーブル接合部であり、まず、トーチ側のプラグ部の円柱状給電用プラグ外周面のピンを電源側のソケット部の給電用ソケット前面の縦溝から中心軸方向に挿入する。このことは同時に円柱状給電用プラグを給電用ソケットに挿入し、制御線用プラグを電源側のソケット部の円弧状凹部の端部に挿入することになる。次いで、上記のピンが縦溝の最深部に達したところでトーチ側のプラグ部を中心軸の回りに回転させると上記ピンが給電用ソケットの内部中心軸の回りに形成された螺旋状の溝内を移動し、円柱状給電用プラグは更に給電用ソケットの中心軸方向に移動し、円柱状給電用プラグと給電用ソケットのテーパ面が完全に嵌合し、完全な通電状態が得られる。また、円柱状給電用プラグのピンが縦溝の最深部に達した状態では、まだ制御線用プラグは電源側のソケット部の円弧状凹部の端部に挿入されただけで円弧状凹部の他端部に設けられた制御線用ソケットと接触した状態ではなく、トーチ側のプラグ部を中心軸の回りに回転させ、円柱状給電用プラグのピンが螺旋状の溝内を移動し、円柱状給電用プラグが給電用ソケット側に移動してそれぞれのテーパ面が完全に嵌合し、完全な通電状態が得られて初めて制御線用プラグも円弧状凹部の一端部から他端部に移動してそこに設けられた制御線用ソケットと接触するものである。
【００１２】
上記構成において、外周面にピンを有する円柱状給電用プラグと制御線用プラグにより構成されたトーチ側のプラグ部と、給電用ソケットと制御線用ソケットにより構成された電源側のソケット部はそれぞれ一体に構成されており、トーチ側のプラグ部と電源側のソケット部は回転により着脱できるようになっているので、円柱状給電用プラグがわずかに回転して、円柱状給電用プラグと給電用ソケットの通電面であるテーパ面が外れると同時に制御線用プラグと制御線用ソケットが外れるため、電源起動用の制御線は外れた状態になり、トーチ先端部のスイッチを投入しても制御信号が電源に伝わらないため、電気が供給されず、アーク不安定やケーブル接合部の焼損を防止することができる。つまり、円柱状給電用プラグと給電用ソケットの通電面が完全に接した時のみに制御線用プラグと制御線用ソケットが導通し電源起動用の制御線がつながるので、電源からの電気は安定して伝わりケーブル接合部は焼損することなくアークは安定した状態になる。
【００１３】
また、トーチ側のプラグ部をわずかに回転させることによりトーチ側のプラグ部と電源側のソケット部の取り外しができるので、工具を用いずに素早くケーブル接合部の着脱ができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照にしながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の溶接用、切断用トーチのケーブル接合部の実施の形態１における一部断面説明図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図であり、２０はトーチ側のプラグ部、２１は先端にいくに従って外径が小さくなるテーパ面２２と、中心軸部にガス通路２３と、外周面から突出したピン２４とをそれぞれ有する円柱状給電用プラグ、２５は上記円柱状給電用プラグ２１に接続されたトーチ側のパワーケーブル、２６は上記円柱状給電用プラグ２１の中心軸部のガス通路２３に接続されたトーチ側のガス用ホース、２７は上記円柱状給電用プラグ２１の外周部に絶縁体２８を介して一体配置された制御線用プラグ、２９は上記制御線用プラグ２７に接続されたトーチ側の信号用の制御線、３０は電源側のソケット部、３１は先端にいくに従って内径が大きくなり上記円柱状給電用プラグ２１のテーパ面２２と嵌合するテーパ面３２と、中心軸部にガス通路３３とをそれぞれ有する給電用ソケット、３４は前記円柱状給電用プラグ２１のピン２４を給電用ソケット３１の前面から中心軸方向に挿入できる縦溝、３５は上記給電用ソケット３１の内部中心軸の回りに縦溝３４に連続して形成され、ピン２４を案内する螺旋状の溝、３６は上記給電用ソケット３１に接続された電源側のパワーケーブル、３７は上記給電用ソケット３１の中心軸部のガス通路３３に接続された電源側のガス用ホース、３８は上記給電用ソケット３１の中心軸と同心的に絶縁体３９を介して一体配置された円弧状凹部、４０は上記円弧状凹部３８の端部に絶縁配置され、前記制御線用プラグ２７と嵌合する制御線用ソケット、４１は上記制御線用ソケット４０に接続された電源側の信号用の制御線、４２は前記給電用ソケット３１に設けられたガス漏れ防止リング、４３，４４はトーチ側のプラグ部２０及び電源側のソケット部３０のカバーである。
【００１５】
ソケット部３０とプラグ部２０の着脱は、円柱状給電用プラグ２１に設けられたピン２４と給電用ソケット３１に設けられた螺旋状の溝３５により行われ、給電用ソケット３１に円柱状給電用プラグ２１を取り付ける場合は、ピン２４を給電用ソケット３１の前面に形成された縦溝３４に挿入し、螺旋状の溝３５のａの位置（ａの位置では通電面である給電用ソケット３１と円柱状給電用プラグ２１の各々のテーパ面３２，２２は接していない）で、円柱状給電用プラグ２１を右に回転させることにより、ピン２４は螺旋状の溝３５に沿って移動し、円柱状給電用プラグ２１は軸方向左側に移動する。ピン２４が螺旋状の溝３５のｂの位置に達すると、給電用ソケット３１と円柱状給電用プラグ２１の各々のテーパ面３２，２２は接し、接合した状態になる。ここで、図２（図１のＡ−Ａ矢視図）において、制御線用プラグ２７と円柱状給電用プラグ２１は一体になっているので、円柱状給電用プラグ２１を右に回転させると制御線用プラグ２７も右に回転することになる。円柱状給電用プラグ２１及びピン２４がａの位置（図１）では、制御線用プラグ２７もａの位置（図２）にあり、制御線用プラグ２７と制御線用ソケット４０は接していないため、電源起動用の制御線２９，４１は外れた状態になり、トーチ先端部のスイッチを投入しても信号が電源に伝わらないことになる。円柱状給電用プラグ２１及びピン２４がｂの位置（図１）になると、制御線用プラグ２７もｂの位置（図２）に達し、制御線用プラグ２７と制御線用ソケット４０は接し、電源起動用の制御線２９，４１はつながった状態になり、トーチ先端部のスイッチを投入すると信号が電源に伝わり、電気が供給されることになる。つまり、給電用ソケット３１と円柱状給電用プラグ２１の各々のテーパ面３２，２２が接すると（ｂの位置）、制御線２９，４１はつながり、給電用ソケット３１と円柱状給電用プラグ２１の各々のテーパ面３２，２２が少しでも外れる（図１においてピン２４がｃの位置にくる）と、制御線用プラグ２７と制御線用ソケット４０は外れ（図２において制御線用プラグ２７がｃの位置にくる）、制御線２９，４１はつながらなくなるので、給電用ソケット３１と円柱状給電用プラグ２１の通電面の接触が不十分であった場合、制御線２９，４１は外れ、トーチ先端部のスイッチを投入しても電源から電気が供給されないので、アーク不安定やケーブル接合部の焼損を防止することができ、円柱状給電用プラグ２１と給電用ソケット３１の通電面が完全に接した時にのみに制御線２９，４１がつながるので、電源からの電気は安定して伝わりケーブル接合部は焼損することなくアークを安定した状態にすることができる。
【００１６】
また、円柱状給電用プラグ２１をわずかに回転させる（図２のｂからａに移動させる）ことによりプラグ部２０とソケット部３０の取り外しができるので、工具を用いずに素早く接合部の着脱ができる。
【００１７】
また、プラグ部２０をトーチ側、ソケット部３０を電源側にすることにより、トーチを外した状態でソケット部３０側に金属片が当たっても、絶縁体３９とカバー４４により制御線用ソケット４０は金属片が触れないので誤動作を防ぐことができる。
【００１８】
更に、ソケット部３０は、トーチを延長する時の延長ケーブル側でもよい。
図２において、制御線用ソケット４０と制御線用プラグ２７は３セットあるが、切断用トーチにおいては、２セットを電源起動用の制御線２９，４１と接合し残りの１セットをパイロット電流用の電線と接合してもよい。また、ＴＩＧ溶接用トーチにおいては、２セットを電源起動用の制御線２９，４１と接合し、残りの１セットは不要となる。
【００１９】
（実施の形態２）
図３は本発明の溶接用、切断用トーチのケーブル接合部の実施の形態２である消耗電極式の溶接用トーチにおける一部断面説明図、図４は図３のＢ−Ｂ矢視図であり、実施の形態１における図１，図２に対してライナ４５が追加された構成になっており、それ以外の構成は図１，図２に示したものと同じであるので、同一符号を付与し、その説明を省略する。
【００２０】
ライナ４５は、ワイヤをガイドするチューブで、ライナ４５の中にワイヤが通り、ライナ４５の外側にガスが流れるようになっている。給電用ソケット３１には、ワイヤ送給装置側のパワーケーブル３６とガス用ホース３７が接合され、同様に、円柱状給電用プラグ２１には、溶接用トーチ側のパワーケーブル２５とガス用ホース２６が接合されている。
【００２１】
なお、このケーブル結合部は、中間ケーブルのケーブル接合部としてもよい。図３のＢ−Ｂ矢視図を示す図４において、電源起動用の制御線４１，２９と接合された制御線用ソケット４０と制御線用プラグ２７が２セット同一半径方向に配置されている。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、給電用ソケットと円柱状給電用プラグの各々のテーパ面が完全に接すると、制御線はつながり、給電用ソケットと円柱状給電用プラグの各々のテーパ面が少しでも外れると、制御線用プラグと制御線用ソケットは外れ、制御線はつながらないので、給電用ソケットと円柱状給電用プラグの通電面の接触が不十分であった場合、制御線は外れ、トーチ先端部のスイッチを投入しても電源から電気が供給されないので、アーク不安定やケーブル接合部の焼損を防止することができ、円柱状給電用プラグと給電用ソケットの通電面が完全に接した時のみに制御線がつながるので、電源からの電気は安定して伝わりケーブル接合部は焼損することなくアークを安定にした状態にすることができる。
【００２３】
また、円柱状給電用プラグをわずかに回転させることによりプラグ部とソケット部の取り外しができるので、工具を用いずに素早くケーブル接合部の着脱ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接用、切断用トーチのケーブル接合部の実施の形態１における一部断面説明図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図
【図３】本発明の溶接用、切断用トーチのケーブル接合部の実施の形態２における一部断面説明図
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図
【図５】従来のＴＩＧ溶接機または切断機の概略構成図
【図６】従来の消耗電極式溶接機の概略構成図
【図７】従来の溶接用、切断用トーチのケーブル接合部の一部断面説明図
【図８】図７のＣ−Ｃ矢視図
【符号の説明】
２０  トーチ側のプラグ部
２１  円柱状給電用プラグ
２２，３２  テーパ面
２３，３３  ガス通路
２４  ピン
２５，３６  パワーケーブル
２６，３７  ガス用ホース
２７  制御線用プラグ
２８，３９  絶縁体
２９，４１  制御線
３０  電源側のソケット部
３１  給電用ソケット
３４  縦溝
３５  螺旋状の溝
３８  円弧状凹部
４０  制御線用ソケット
【図１】
0003592429.tif 000002
【図２】
0003592429.tif 000003
【図３】
0003592429.tif 000004
【図４】
0003592429.tif 000005
【図５】
0003592429.tif 000006
【図６】
0003592429.tif 000007
【図７】
0003592429.tif 000008
【図８】
0003592429.tif 000009