(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケーシング（５）の軸方向に延びる回転軸（１０）の先端に遊転自在に設けられた位置決め用部材（３）と、上記回転軸（１０）と共に回転軸（１０）の回りを回転するトーチ（４）と、上記回転軸（１０）と共に回転軸（１０）の回りを回るように該回転軸（１０）の基部（１０ａ）に設けた絶縁製のホルダー（１７）と、このホルダー（１７）内に固定された筒状で導体製のスリップリング（２７）と、通電部（３５）の一端を上記スリップリング（２７）に接続し他端をトーチ（４）に接続したコンジットケーブル（３２）とを有し、さらに溶接電源が接続される筒状で導体製のコネクタ（２０）に導電ブラシ（２３）を固定し、上記コネクタ（２０）をホルダー（１７）内に遊転自在に軸支すると共に、上記導電ブラシ（２３）を上記スリップリング（２７）に摺動自在に接触させ、上記コンジットケーブル（３２）により、コネクタ（２０）及びスリップリング（２７）内を挿通したワイヤ（２）をトーチ（４）へと送給すると共に、さらに溶接電源をコネクタ（２０）、導電ブラシ（２３）、スリップリング（２７）を介してトーチ（４）へと供給することを特徴とする円周溶接機。
【請求項２】
上記コネクタ（２０）の内部からスリップリング（２７）及びコンジットケーブル（３２）を介してトーチ（４）へとシールドガスを送給していることを特徴とする請求項１の円周溶接機。
【請求項３】
上記導電ブラシ（２３）と接触するスリップリング（２７）をバネ等の付勢手段（３６）により接触方向に付勢していることを特徴とする請求項１の円周溶接機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は円周溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、板状の母材に円筒状の部材を円周溶接する場合、ヘッドと一体化して構成したトーチを円筒状の部材の周囲を回転させて溶接を行う。この場合、外部からトーチへの電源や溶接用ワイヤ等の供給は、本体ケーシングのエンドプレートに設けたコネクタに溶接ケーブルを接続することによって行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがトーチ、エンドプレート、コネクタ及び溶接ケーブルは、ヘッドの回転軸と共に回転するために、溶接ケーブルが捩じれてしまうことになる。そのためトーチを１回転させて溶接作業を行った後、トーチを逆回転させて溶接ケーブルの捩じれを戻さなければならず、溶接作業が非常に煩わしく、溶接作業の能率が悪いという問題があった。
【０００４】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、溶接電源、ワイヤ等を供給する溶接ケーブルの捩じれを防止してスムーズな円周溶接作業を行うことが可能な円周溶接機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の円周溶接機は、本体ケーシング５の軸方向に延びる回転軸１０の先端に遊転自在に設けられた位置決め用部材３と、上記回転軸１０と共に回転軸１０の回りを回転するトーチ４と、上記回転軸１０と共に回転軸１０の回りを回るように該回転軸１０の基部１０ａに設けた絶縁製のホルダー１７と、このホルダー１７内に固定された筒状で導体製のスリップリング２７と、通電部３５の一端を上記スリップリング２７に接続し他端をトーチ４に接続したコンジットケーブル３２とを有し、さらに溶接電源が接続される筒状で導体製のコネクタ２０に導電ブラシ２３を固定し、上記コネクタ２０をホルダー１７内に遊転自在に軸支すると共に、上記導電ブラシ２３を上記スリップリング２７に摺動自在に接触させ、上記コンジットケーブル３２により、コネクタ２０及びスリップリング２７内を挿通したワイヤ２をトーチ４へと送給すると共に、さらに溶接電源をコネクタ２０、導電ブラシ２３、スリップリング２７を介してトーチ４へと供給することを特徴としている。
【０００６】
請求項２の円周溶接機は、上記コネクタ２０の内部からスリップリング２７及びコンジットケーブル３２を介してトーチ４へとシールドガスを送給していることを特徴としている。
【０００７】
請求項３の円周溶接機は、上記導電ブラシ２３と接触するスリップリング２７をバネ等の付勢手段３６により接触方向に付勢していることを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上記請求項１の円周溶接機では、溶接時に回転軸１０と共にホルダー１７を回転させた場合でも、回転軸１０と共にホルダー１７が回転するものの、ワイヤ２を挿通しているコネクタ２０が同じ位置を維持したまま回転することになる。したがってコネクタ２０に接続された溶接ケーブルが捩じれることなく、スムーズな円周溶接作業を行うことが可能となる。またホルダー１７に固定したスリップリング２７が回転軸１０と共に回転し、かつコネクタ２０が同じ位置を維持したまま回転しても、コネクタ２０に固定した導電ブラシ２３とスリップリング２７とが摺動しながら接触を維持している。したがって溶接電源はコネクタ２０、導電ブラシ２３、スリップリング２７、コンジットケーブル３２の通電部３５を介してトーチ４へと安定して供給することができる。
【０００９】
また請求項２の円周溶接機では、コネクタ２０の内部からスリップリング２７及びコンジットケーブル３２を介してシールドガスを送給しているので、ワイヤ２、溶接電源、シールドガスの３つを１本のコンジットケーブル３２でトーチ４へと送給することが可能となる。
【００１０】
さらに請求項３の円周溶接機では、導電ブラシ２３と接触するスリップリング２７を付勢手段３６により付勢しているため、導電ブラシ２３とスリップリング２７との接触を維持させるための構成が簡単となり、しかも付勢手段３６の付勢力にて安定した接触を得ることができる。
【００１１】
【実施例】
次にこの発明の円周溶接機の具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず溶接装置の全体構成について説明する。図６に示すように、略ピストル形のヘッド１には、ワイヤ送給装置４１からのワイヤ２と、制御盤４２からの制御ケーブル４７を介しての制御電源がそれぞれ供給されるようになっている。また電源装置４３からの溶接電源もパワーケーブル４６を介して後述するようにヘッド１側に供給されるようになっている。また４４はシールドガスを供給するガスボンベであり、４５は操作盤である。なお上記ワイヤ２、パワーケーブル４６、シールドガスは、溶接ケーブルを介して供給され、この溶接ケーブルが後述するコネクタ２０に接続される。
【００１２】
この実施例における溶接装置は、板状の母材５１に円筒状の部材５２を円周溶接する装置であり、部材５２側にはヘッド１を介して、また母材５１には電源装置４３からケーブル４８を介して電源が印加されるようになっている。そしてヘッド１の円柱状の位置決め部材３を部材５２の穴５２ａに挿入してヘッド１の位置決めを行い、その後、後述するようにトーチ４を回転させて円周溶接を行うものである。
【００１３】
図２は上記ヘッド１の断面図を示し、図３はヘッド１の正面図を示している。また図４はヘッド１の側面図を、図１は図２の要部拡大断面図をそれぞれ示している。図１〜図４において、外殻を構成する本体ケーシング５の下部には把持部６が形成されており、この把持部６の内部にはモータ７が納装してある。このモータ７の出力軸には第１の歯車８が装着してあり、この第１の歯車８と噛合する第２の歯車９より回転軸を９０度変換している。上記第２の歯車９の中心には回転軸１０が一体に設けてあり、この回転軸１０の先端側にはベアリング１１を介して上記位置決め部材３が遊転自在に装着してある。回転軸１０の先端には固定具１２を介して上記トーチ４が設けてあり、回転軸１０の回転と共にトーチ４も位置決め部材３の回りを回転するようになっている。
【００１４】
本体ケーシング５の先端側及び後部側の開口面には、略円板状のエンドプレート１３、１４が設けられており、このエンドプレート１３、１４は回転軸１０にそれぞれ装着され、回転軸１０と一体に回転するようになっている。また図１に示すように、回転軸１０の後部側はブッシュ１５を介してエンドプレート１４より後方へ突出しており、該回転軸１０の基部１０ａにはワイヤ・電源供給ブロック１６が固定されている。
【００１５】
次にこの発明の要旨である上記ワイヤ・電源供給ブロック１６の構成について説明する。外殻を構成するホルダー１７は絶縁材料で構成され、本体ケーシング５側が閉塞された円筒状に形成されている。またこのホルダー１７の有底部１８の中央部分には挿通孔１９が穿孔してある。上記ホルダー１７内には、導体製で円筒状のコネクタ２０が遊転自在に配設されるようになっており、このコネクタ２０の一端側はホルダー１７の開口面より突出し、他端側は略円板状の円板部２１が形成されている。そしてこの円板部２１にはビス２２によりカーボンブラシ（導電ブラシ）２３が固定されている。このカーボンブラシ２３の表面は、上記有底部１８側に露出して固定してある。またコネクタ２０の内部には円筒状の絶縁材から成るブッシュ２４が装着され、コネクタ２０の外周部には絶縁材から成るカーボンケース２５がコネクタ２０の表面に圧入して装着してある。そしてこのカーボンケース２５の外周面と上記ホルダー１７の開口面側の内周面との間にベアリング２６が介装されており、このベアリング２６によりカーボンブラシ２３、カーボンケース２５等を固定したコネクタ２０がホルダー１７に対して遊転自在に軸支された構成としてある。またコネクタ２０の外周部は、溶接ケーブルの接続部に嵌合されるようになっている。さらにコネクタ２０の先端からシールドガスが供給されるようになっている。
【００１６】
上記ホルダー１７内には、その有底部１８とカーボンブラシ２３との間に導体製で略円筒状のスリップリング２７が配置され、コネクタ２０の軸方向に対して移動可能となっている。上記スリップリング２７のカーボンブラシ２３側は、円板状の接触部２８が形成されている。この接触部２８の端面と上記カーボンブラシ２３とを接触させ、かつ上記回転軸１０の回転に伴って回転するカーボンブラシ２３の端面と摺動しながら接触させている。カーボンブラシ２３にスリップリング２７の端面を付勢して接触させるためにスプリング２９を用いて付勢し、さらにホルダー１７の有底部１８に螺着したネジ３０の先端面をスリップリング２７の接触部２８に当接して、接触部２８とカーボンブラシ２３との摺動の際の接触を確実にしている。またスリップリング２７の内部には絶縁材から成り、略円筒状のブッシュ３１が装着してある。
【００１７】
ここで本発明はヘッド１の回転軸１０の回転に伴う溶接ケーブルの捩じれを防止しながらも、溶接電源もワイヤ２を送給するケーブルを介してトーチ４側に送るようにしたのを特徴としているものであり、後述するコンジットケーブル３２と上記ワイヤ・電源供給ブロック１６とでこれを実現したものである。すなわち図１及び図２に示すように、トーチ４とワイヤ・電源供給ブロック１６とはコンジットケーブル３２を介して接続されており、このコンジットケーブル３２の中心の穴にワイヤ２を挿通し、このワイヤ２の外周に略全長にわたってコイルスプリング状のコイルライナー３３が装着してある。このコイルライナー３３の外周部には絶縁材３４が設けられ、この絶縁材３４の外周に通電部３５が設けられている。この通電部３５は例えば網目状の銅線で構成されており、この通電部３５を介して溶接電源をトーチ４側に供給するようにしている。
【００１８】
上記コンジットケーブル３２のワイヤ・電源供給ブロック１６側の端末は、本体ケーシング５のエンドプレート１４より突出させて、さらにコイルライナー３３の部分だけをスリップリング２７内のブッシュ３１に挿入している。そして通電部３５の端末をスリップリング２７の先端の内面あるいは表面に位置させて、圧着等の手段によりスリップリング２７とコンジットケーブル３２の通電部３５との導通を図っている。ワイヤ送給装置４１からのワイヤ２は、ワイヤ・電源供給ブロック１６のコネクタ２０の内部に挿入され、さらにスリップリング２７内に装着されたコイルライナー３３の内部に挿入され、このコイルライナー３３によりワイヤ２がトーチ４までガイドされて送給されるようになっている。
【００１９】
そしてモータ７が駆動されると、第１の歯車８、第２の歯車９を介して回転軸１０が回転し（図１の中心線Ａを中心に回転）、トーチ４、コンジットケーブル３２、エンドプレート１４も回転軸１０を中心に回転する。そしてワイヤ・電源供給ブロック１６も回転軸１０を中心に回転する。ワイヤ・電源供給ブロック１６が回転すると、ホルダー１７、スリップリング２７も回転軸１０を中心として回転するが、コネクタ２０はホルダー１７に対してベアリング２６を介して回転するため、コネクタ２０自体は定位置を保ったまま回転軸１０の回りを単に回転するだけである。したがって溶接ケーブルが捩じれたりすることがなく、スムーズな溶接作業を行うことができる。
【００２０】
またスリップリング２７が回転軸１０を中心に共に回転し、コネクタ２０自体は上述のように定位置を保ったまま回転軸１０の回りを回る場合に、カーボンブラシ２３はコネクタ２０と共にベアリング２６によりホルダー１７に対して遊転自在となっているために、スリップリング２７の端面とカーボンブラシ２３とは摺動接触しながらカーボンブラシ２３が定位置を保ったまま回転する。そのため溶接電源はコネクタ２０、カーボンブラシ２３、スリップリング２７、コンジットケーブル３２の通電部３５を介してトーチ４の電極に安定して供給されるようになっている。
【００２１】
図５はこの状態を示し、（ａ）は初期の位置だとすると、（ｂ）に示すように回転軸１０の回転によりエンドプレート１４及びワイヤ・電源供給ブロック１６が９０度回転しても、コネクタ２０がベアリング２６により回転するため、その位置（図中Ｂ点が上方の位置）を保ったまま回転する。図３（ｃ）はさらに９０度回転した場合であり、（ｄ）はさらに９０度回転した状態を示している。つまりワイヤ・電源供給ブロック１６が回転軸１０を中心に回転しても、コネクタ２０自体はＢ点の位置が図面上１２時の位置を保ったまま回転するものである。
【００２２】
このようにワイヤ・電源供給ブロック１６が回転軸１０と共に回転しても、コネクタ２０はその位置を保ったまま回転、つまり図５のＢ点が常に上側にある状態のまま回転するものであり、そのためコンジットケーブル３２や溶接ケーブルが捩じれることはない。またコネクタ２０に固定したカーボンブラシ２３もスリップリング２７と常に摺動接触しているために、コンジットケーブル３２の通電部３５へは安定して溶接電源が供給されるようになっている。なお図５の場合は、反時計方向の回転の場合を示しているが、時計方向の回転の場合も同様にコネクタ２０はその位置を保ったまま回転する。
【００２３】
（実施例２）
図７は実施例２を示し、スリップリング２７の接触部２８側に皿バネ３６を挿通し、ホルダー１７の内側と接触部２８との間に挿通した該皿バネ３６の付勢力にてスリップリング２７との接触部２８とカーボンブラシ２３との接触を安定に保つようにしたものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように請求項１の円周溶接機では、溶接時に回転軸と共にホルダーを回転させた場合でも、回転軸と共にホルダーが回転するものの、ワイヤを挿通しているコネクタが同じ位置を維持したまま回転することになる。したがってコネクタに接続された溶接ケーブルが捩じれることなく、スムーズな円周溶接作業を行うことが可能となる。またホルダーに固定したスリップリングが回転軸と共に回転し、かつコネクタが同じ位置を維持したまま回転しても、コネクタに固定した導電ブラシとスリップリングとが摺動しながら接触を維持している。したがって溶接電源はコネクタ、導電ブラシ、スリップリング、コンジットケーブルの通電部を介してトーチへと安定して供給することができる。
【００２５】
また請求項２の円周溶接機では、コネクタの内部からスリップリング及びコンジットケーブルを介してシールドガスを送給しているので、ワイヤ、溶接電源、シールドガスの３つを１本のコンジットケーブルでトーチへと送給することが可能となる。
【００２６】
さらに請求項３の円周溶接機では、導電ブラシと接触するスリップリングを付勢手段により付勢しているため、導電ブラシとスリップリングとの接触を維持させるための構成が簡単となり、しかも付勢手段の付勢力にて安定した接触を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例のヘッドの要部断面図である。
【図２】この発明の実施例のヘッドの断面図である。
【図３】この発明の実施例のヘッドの正面図である。
【図４】この発明の実施例のヘッドの側面図である。
【図５】この発明の実施例のワイヤ・電源供給ブロックの回転時における説明図である。
【図６】この発明の実施例１の溶接機の全体の構成図である。
【図７】この発明の実施例２のヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
１  ヘッド
２  ワイヤ
３  位置決め部材
４  トーチ
５  本体ケーシング
１０  回転軸
１７  ホルダー
２０  コネクタ
２３  カーボンブラシ
２５  カーボンケース（絶縁材）
２６  ベアリング
２７  スリップリング
３２  コンジットケーブル
３４  絶縁材
３５  通電部
３６  皿バネ
【図１】
0003543228.tif 000002
【図２】
0003543228.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003543228.tif 000005
【図５】
0003543228.tif 000006
【図６】
0003543228.tif 000007
【図７】
0003543228.tif 000008