(57)【要約】【課題】溶接ワイヤに対する給電をより安定、確実に行うのに適した、溶接トーチ用の給電チップを提供する。【解決手段】本発明の給電チップ６は、軸線Ｏｘに沿ってワイヤ挿通孔６１２ａが形成された筒状部６１２、およびこの筒状部６１２の先端から軸線Ｏｘが延びる方向に延びる延出片６１３を有するベースチップ６１と、軸線６１を挟んで延出片６１３に対向配置され、かつベースチップ６１から分離可能な加圧チップ６２と、延出片６１３の外周部６１３および加圧チップ６２の外周部６２ｂに跨がって装着され、加圧チップ６２が延出片６２から分離するのを防止する分離防止部材６３と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿ってワイヤ挿通孔が形成された筒状部、およびこの筒状部の先端から上記軸線が延びる方向に延びる延出片を有するベースチップと、
上記軸線を挟んで上記延出片に対向配置され、かつ上記ベースチップから分離可能な加圧チップと、
上記延出片の外周部および上記加圧チップの外周部に跨がって装着され、上記加圧チップが上記延出片から分離するのを防止する分離防止部材と、を備える、給電チップ。
【請求項２】
上記延出片の基端部および上記加圧チップの基端部のうち、一方には上記軸線を挟んで一対の第１凹部が形成されており、他方には上記一対の第１凹部に嵌合する一対の第１突起が形成されている、請求項１に記載の給電チップ。
【請求項３】
上記延出片の先端部および上記加圧チップの先端部のうち、一方には上記軸線を挟んで一対の第２凹部が形成されており、他方には上記一対の第２凹部に嵌合する一対の第２突起が形成されている、請求項２に記載の給電チップ。
【請求項４】
上記一対の第２凹部および上記一対の第２突起は、上記軸線が延びる方向に長状である、請求項３に記載の給電チップ。
【請求項５】
上記延出片において上記加圧チップに対向する部位には、上記軸線に沿って延びる第１凹溝が形成されており、
上記加圧チップにおいて上記延出片に対向する部位には、上記第１凹溝に対向する第２凹溝が形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の給電チップ。
【請求項６】
上記分離防止部材は、環状または略環状の弾性リングであり、かつ上記延出片および上記加圧チップへの装着時には上記延出片と上記加圧チップとが互いに近づく方向に付勢力を付与する、請求項１ないし５のいずれかに記載の給電チップ。
【請求項７】
筒状のトーチボディと、このトーチボディの先端に取り付けられる筒状のチップボディと、このチップボディの先端に取り付けられる給電チップと、を備える溶接トーチであって、
上記給電チップは、軸線に沿ってワイヤ挿通孔が形成された筒状部、およびこの筒状部の先端から上記軸線が延びる方向に延びる延出片を有し、基端が上記チップボディに取り付けられるベースチップと、
上記軸線を挟んで上記延出片に対向配置された加圧チップと、
上記延出片の外周部および上記加圧チップの外周部に跨がって装着され、上記加圧チップが上記延出片から分離するのを防止する分離防止部材と、を備える、溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接トーチに取り付けて使用される給電チップ、および溶接トーチに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば消耗電極アーク溶接において使用される溶接トーチは、給電チップからの給電を受けて溶接ワイヤが送り出されるように構成される。溶接ワイヤは、給電チップが有するワイヤ挿通孔に通され、このワイヤ挿通孔の内面に接触することにより給電を受ける。安定した溶接を行うために給電チップから溶接ワイヤへの給電をより確実に行うように構成された溶接トーチとして、たとえば、特許文献１に記載されているような強制加圧給電型の溶接トーチがある。
【０００３】
特許文献１に示された溶接トーチは、加圧シャフトを介して給電チップを弾性的にトーチ先端に向けて押圧可能に構成されている。加圧シャフトには、コンジットケーブル内のワイヤガイドライナを通って供給される溶接ワイヤが挿通されており、この溶接ワイヤは、給電チップを経て溶接トーチ先端から導出される。また、加圧シャフトは、チップボディと呼ばれる筒状部材の内部に軸線方向に移動可能に収容されており、基端側に配置されたコイルスプリングによってトーチ先端側に向けて弾性押圧される。チップボディの先端には、チップホルダが装着されている。給電チップの先端部には縦すり割りが形成されており、この給電チップの先端部がチップホルダに内挿される。加圧シャフトを介して給電チップを弾性的にトーチ先端に向けて押圧することにより、給電チップのワイヤ挿通孔を強制的に弾性縮径させ、ワイヤ挿通孔が加圧力をもって溶接ワイヤに接触する。これにより、給電チップによる溶接ワイヤへの給電の安定化が図られる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された溶接トーチにおいて、チップボディの内面と加圧シャフトの外面との間にスパッタなどの塵埃が侵入すると、チップボディの内面と加圧シャフトの外面との間に抵抗が生じたり、傷が入ったりする。そうすると、圧縮コイルスプリングによる加圧シャフトを介した給電チップに対する弾性押圧が不安定となる。このことは、溶接の安定性を阻害する。
【０００５】
また、上記構成の溶接トーチにおいては、チップボディ、加圧シャフト、チップホルダ、および給電チップのアッセンブリ時にこれら部材が相互に協働する。このため、これらの部材を含めた溶接トーチ自体が専用品となっており、またアセンブリ状態の構造も複雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１４４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、溶接ワイヤに対する給電をより安定、確実に行うのに適した、溶接トーチ用の給電チップを提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００９】
本発明の第１の側面によって提供される給電チップは、軸線に沿ってワイヤ挿通孔が形成された筒状部、およびこの筒状部の先端から上記軸線が延びる方向に延びる延出片を有するベースチップと、上記軸線を挟んで上記延出片に対向配置され、かつ上記ベースチップから分離可能な加圧チップと、上記延出片の外周部および上記加圧チップの外周部に跨がって装着され、上記加圧チップが上記延出片から分離するのを防止する分離防止部材と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
好ましい実施の形態においては、上記延出片の基端部および上記加圧チップの基端部のうち、一方には上記軸線を挟んで一対の第１凹部が形成されており、他方には上記一対の第１凹部に嵌合する一対の第１突起が形成されている。
【００１１】
好ましい実施の形態においては、上記延出片の先端部および上記加圧チップの先端部のうち、一方には上記軸線を挟んで一対の第２凹部が形成されており、他方には上記一対の第２凹部に嵌合する一対の第２突起が形成されている。
【００１２】
好ましい実施の形態においては、上記一対の第２凹部および上記一対の第２突起は、上記軸線が延びる方向に長状である。
【００１３】
好ましい実施の形態においては、上記延出片において上記加圧チップに対向する部位には、上記軸線に沿って延びる第１凹溝が形成されており、上記加圧チップにおいて上記延出片に対向する部位には、上記第１凹溝に対向する第２凹溝が形成されている。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記分離防止部材は、環状または略環状の弾性リングであり、かつ上記延出片および上記加圧チップへの装着時には上記延出片と上記加圧チップとが互いに近づく方向に付勢力を付与する。
【００１５】
本発明の第２の側面によって提供される溶接トーチは、筒状のトーチボディと、このトーチボディの先端に取り付けられる筒状のチップボディと、このチップボディの先端に取り付けられる給電チップと、を備える溶接トーチであって、上記給電チップは、軸線に沿ってワイヤ挿通孔が形成された筒状部、およびこの筒状部の先端から上記軸線が延びる方向に延びる延出片を有し、基端が上記チップボディに取り付けられるベースチップと、上記軸線を挟んで上記延出片に対向配置された加圧チップと、上記延出片の外周部および上記加圧チップの外周部に跨がって装着され、上記加圧チップが上記延出片から分離するのを防止する分離防止部材と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る溶接トーチの一例を示す要部縦断面図である。
【図２】本発明に係る給電チップの一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す給電チップの分解斜視図である。
【図４】図２に示す給電チップの正面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る溶接トーチを示す。本実施形態の溶接トーチＡ１は、トーチボディ１と、チップボディ２と、絶縁ブッシュ３と、オリフィス部材４と、ノズル５と、給電チップ６と、を含んで構成される。
【００２０】
トーチボディ１は筒状であり、トーチボディ１の先端にはチップボディ２が接続されている。チップボディ２は、軸線方向に貫通する中心孔２１を有する。このチップボディ２は、トーチボディ１の先端に対し、ねじ手段２２によって接続されている。チップボディ２はまた、導電性金属で形成されており、トーチボディ１から溶接電流の給電を受ける。
【００２１】
絶縁ブッシュ３は、チップボディ２の長手方向中間部外面に外嵌されている。この絶縁ブッシュ３は、たとえば、耐熱性の硬質樹脂などの絶縁部材によって形成され、チップボディ２に対してねじ手段３１によって連結されている。
【００２２】
オリフィス部材４は、チップボディ２の長手方向先端部外面に外嵌されている。オリフィス部材４は、チップボディ２の長手方向において絶縁ブッシュ３と隣接するように配置されている。このオリフィス部材４については、さらに後述する。
【００２３】
給電チップ６は、チップボディ２の先端に取り付けられている。図２〜図７に示すように、本実施形態において、給電チップ６は、ベースチップ６１と、加圧チップ６２と、分離防止部材６３と、を備える。
【００２４】
ベースチップ６１は、接続部６１１、筒状部６１２、および延出片６１３を有する。接続部６１１は、ねじ手段によりの先端に接続される部分である。図５に示すように、接続部６１１には、溶接ワイヤを通すための中心孔６１１ａが形成されている。中心孔６１１ａはテーパ状であり、溶接トーチＡ１に送給される溶接ワイヤ（図示略）は、中心孔６１１ａにおいて芯出し案内されながら筒状部６１２側に送られる。
【００２５】
筒状部６１２は、接続部６１１の先端につながっている。筒状部６１２は、軸線Ｏｘに沿って形成されたワイヤ挿通孔６１２ａを有する。延出片６１３は、接続部６１１の先端から軸線Ｏｘが延びる方向に延びている。延出片６１３は、筒状部６１２の周方向における約半分の領域から延出している。詳細は後述するが、この延出片６１３に対して加圧チップ６２が対向配置される。延出片６１３は、横断面略半円状であり、加圧チップ６２と向かい合う内側部６１３ａと、この内側部６１３ａに対して加圧チップ６２とは反対側を向く外周部６１３ｂと、を有する。内側部６１３ａは平面状であり、外周部６１３ｂは、先細りテーパ状であり、先端に向かうほど軸線Ｏｘに近づくように傾斜している。
【００２６】
延出片６１３の内側部６１３ａには、第１凹溝６１３ｃが形成されている。第１凹溝６１３ｃは、軸線Ｏｘに沿って延びており、筒状部６１２のワイヤ挿通孔６１２ａからつながって延びる。本実施形態において、第１凹溝６１３ｃは、延出片６１３において長手方向（軸線Ｏｘが延びる方向）の全長にわたって形成されている。本実施形態において、第１凹溝６１３ｃの断面形状は、延出片６１３の基端寄りにおいて半円状であり、延出片６１３の先端寄りにおいて三角形状である。
【００２７】
図３、図６に示すように、延出片６１３の基端部には、軸線Ｏｘを挟んで一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄが形成されている。各第１凹部６１３ｄは、内側部６１３ａから凹んでおり、略半円筒形状とされている。
【００２８】
延出片６１３の先端部には、軸線Ｏｘを挟んで一対の第２凹部６１３ｅ，６１３ｅが形成されている。各第２凹部６１３ｅは、内側部６１３ａから凹んでいる。本実施形態において、各第２凹部６１３ｅは、軸線Ｏｘが延びる方向に長状である。
【００２９】
本実施形態において、延出片６１３の外周部６１３ｂには、装着用溝６１３ｆが形成されている。装着用溝６１３ｆは、分離防止部材６３を装着するための溝であり、外周部６１３ｂにおいて周方向に沿って形成されている。
【００３０】
加圧チップ６２は、ベースチップ６１の延出片６１３に対して対向配置されている。加圧チップ６２は、図３に示すように、ベースチップ６１から分離可能である。加圧チップ６２は、横断面略半円状であり、延出片６１３と向かい合う内側部６２ａと、この内側部６２ａに対して延出片６１３とは反対側を向く外周部６２ｂと、を有する。内側部６２ａは平面状であり、外周部６２ｂは、先細りテーパ状であり、先端に向かうほど軸線Ｏｘに近づくように傾斜している。
【００３１】
加圧チップ６２の内側部６２ａには、第２凹溝６２ｃが形成されている。第２凹溝６２ｃは、加圧チップ６２の長手方向に延びている。本実施形態において、第２凹溝６２ｃは、加圧チップ６２の長手方向の全長にわたって形成されている。本実施形態において、第２凹溝６２ｃの断面形状は三角形状である。
【００３２】
図３、図６に示すように、加圧チップ６２の基端部には、軸線Ｏｘを挟んで一対の第１突起６２ｄ，６２ｄが形成されている。各第１突起６２ｄは、内側部６２ａから突出しており、略半円筒形状とされている。図６によく表れているように、一対の第１突起６２ｄ，６２ｄは、延出片６１３における一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄに嵌合する。
【００３３】
加圧チップ６２の先端部には、軸線Ｏｘを挟んで一対の第２突起６２ｅ，６２ｅが形成されている。各第２突起６２ｅは、内側部６２ａから突出している。一対の第２突起６２ｅ，６２ｅは、延出片６１３における一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄに嵌合する。本実施形態において、各第２突起６２ｅは長状である。
【００３４】
本実施形態において、加圧チップ６２の外周部６２ｂには、装着用溝６２ｆが形成されている。装着用溝６２ｆは、分離防止部材６３を装着するための溝であり、外周部６２ｂにおいて周方向に沿って形成されている。
【００３５】
上記のベースチップ６１および加圧チップ６２は、導電性金属によって形成されている。
【００３６】
分離防止部材６３は、加圧チップ６２が延出片６１３から分離するのを防止するものである。本実施形態において、分離防止部材６３は、略環状の金属製の弾性リングである。分離防止部材６３は、周方向の一箇所が切り欠かれており、延出片６１３および加圧チップ６２の先端側から基端に向けてこれらの外周部６１３ｂ，６２ｂに外嵌して押し込むことで拡径しながら、外周部６１３ｂ，６２ｂに形成された装着用溝６１３ｆ，６２ｆに装着される。分離防止部材６３の装着時には、延出片６１３と加圧チップ６２とが互いに近づく方向に付勢力を付与する。
【００３７】
図５〜図７を参照すると理解されるように、溶接トーチＡ１に送給される溶接ワイヤ９は、ワイヤ挿通孔６１２ａを通過した後に、延出片６１３の第１凹溝６１３ｃと加圧チップ６２の第２凹溝６２ｃの間を通過する。このとき、溶接ワイヤ９は、延出片６１３および加圧チップ６２（第１凹溝６１３ｃおよび第２凹溝６２ｃ）により加圧された状態で挟まれている。これにより、溶接ワイヤ９には所定の摺動抵抗が作用する。
【００３８】
なお、本実施形態において、上記の一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄおよびこれらに嵌合する一対の第１突起６２ｄ，６２ｄは、略半円筒形状である。これにより、分離防止部材６３による拘束がなければ、加圧チップ６２は、一対の第１突起６２ｄ，６２ｄを結ぶ回動軸Ｏｙ（軸線Ｏｘに直角）周りに回動可能である（図４、図６参照）。
【００３９】
図１に示すように、ノズル５は、チップボディ２ないし給電チップ６の外側において、前方に開放する環状空間を形成する筒状部材である。ノズル５は、その基端部が絶縁ブッシュ３に対してねじ手段５１によって連結されている。
【００４０】
トーチボディ１およびチップボディ２の内部には、たとえばワイヤガイドライナ（図示略）が収容されている。溶接ワイヤ（図示略）は、上記ワイヤガイドライナ内を通って溶接トーチＡ１に送給される。この送給された溶接ワイヤは、トーチボディ１の内部、チップボディ２の内部、給電チップ６の中心孔６１１ａ、ワイヤ挿通孔６１２ａ、第１凹溝６１３ｃおよび第２凹溝６２ｃの間を通って、給電チップ６（延出片６１３および加圧チップ６２）の先端から導出される。
【００４１】
溶接トーチＡ１はまた、先端のノズル５から不活性ガスなどからなるシールドガスが噴出するように構成されている。具体的には、オリフィス部材４の内周に環状溝４１を形成してチップボディ２の外面との間に環状空間４２を形成するとともに、この環状空間４２とノズル５内空間をオリフィス孔４３により連通させる。また、チップボディ２にその中心孔２１と上記環状空間４２を連通させる通気孔２３を形成している。これにより、溶接トーチＡ１に送られてきたシールドガスは、チップボディ２の中心孔２１内に導入され、通気孔２３、オリフィス部材４の環状空間４２、ないしオリフィス孔４３からノズル５の内部空間に送られ、最終的にノズル５の先端から噴出させられる。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４３】
本実施形態において、給電チップ６は、ベースチップ６１、加圧チップ６２および分離防止部材６３により構成される。ベースチップ６１は、ワイヤ挿通孔６１２ａが形成された筒状部６１２、およびこの筒状部６１２の先端から延びる延出片６１３を有し、加圧チップ６２は、ワイヤ挿通孔６１２ａの軸線Ｏｘを挟んで延出片６１３に対向配置されている。また、加圧チップ６２は、ベースチップ６１から分離可能であるとともに、分離防止部材６３が延出片６１３の外周部６１３ｂおよび加圧チップ６２の外周部６２ｂに跨がって装着される。この給電チップ６を溶接トーチＡ１に組み付けて使用する際には、溶接トーチＡ１に送給される溶接ワイヤは、給電チップ６においてワイヤ挿通孔６１２ａを通過した後に延出片６１３および加圧チップ６２の間を通過する。ここで、溶接ワイヤ９は延出片６１３および加圧チップ挟まれた状態になり、溶接ワイヤ９に加圧力が付与される。したがって、本実施形態の給電チップ６によれば、従来のような加圧シャフトやチップホルダといった専用部品を用いることなく、溶接ワイヤに対して加圧給電が可能である。これにより、給電チップ６を標準の溶接トーチＡ１に組み込むことが可能であり、強制加圧給電型の溶接トーチＡ１を低コストで容易に提供することができる。
【００４４】
また、加圧チップ６２は、ベースチップ６１から分離可能であるとともに、延出片６１３に対して対向配置される。このような構成によれば、互いに対向する延出片６１３および加圧チップ６２（互いの内側部６１３ａ，６２ａ）の間に適度な隙間を確保することが可能である。したがって、溶接時に発生するスパッタなどの塵埃が給電チップ６の内部に侵入しても、延出片６１３および加圧チップ６２間の隙間から塵埃の排出が促される。これにより、給電チップ６の長寿命化が図られる。
【００４５】
延出片６１３には、軸線Ｏｘに沿って延びる第１凹溝６１３ｃが形成されており、加圧チップ６２において延出片６１３に対向する部位には、第１凹溝６１３ｃに対向する第２凹溝６２ｃが形成されている。このような構成によれば、筒状部６１２のワイヤ挿通孔６１２ａを通過した溶接ワイヤが、給電チップ６の先端に向けてガイドされながら送り出される。このことは、溶接品質の向上に寄与する。
【００４６】
延出片６１３の基端部には、軸線Ｏｘを挟んで一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄが形成されており、加圧チップ６２の基端部には、一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄに嵌合する一対の第１突起６２ｄ，６２ｄが形成されている。このような構成によれば、延出片６１３に対して対向配置される加圧チップ６２の位置決めを図ることができる。また、分離防止部材６３の装着時には、一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄと一対の第１突起６２ｄ，６２ｄの嵌合部を支点として、分離防止部材６３の装着位置において加圧チップ６２に所定の加圧力を付与することができる。
【００４７】
本実施形態ではまた、延出片６１３の先端部には、軸線Ｏｘを挟んで一対の第２凹部６１３ｅ，６１３ｅが形成されており、加圧チップ６２の先端部には、一対の第２凹部６１３ｅ，６１３ｅに嵌合する一対の第２突起６２ｅ，６２ｅが形成されている。このような構成によれば、より精度良く加圧チップ６２の位置決めをすることができる。
【００４８】
本実施形態ではさらに、延出片６１３および加圧チップ６２の先端部に設けられた一対の第２凹部６１３ｅ，６１３ｅおよび一対の第２突起６２ｅ，６２ｅは、軸線Ｏｘが延びる方向に長状である。このような構成によれば、加圧チップ６２の先端部の横振れを効率よく抑制することができる。このことは、溶接品質の向上に寄与する。
【００４９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。
【００５０】
上記実施形態においては、分離防止部材６３を装着するための装着用溝６１３ｆ，６２ｆが、延出片６１３および加圧チップ６２の基端寄りに形成されていた。この装着用溝６１３ｆ，６２ｆの形成位置を変えることにより、支点となる一対の第１凹部６１３ｄ，６１３ｄと一対の第１突起６２ｄ，６２ｄの嵌合部からの距離が変わり、給電チップ６における溶接ワイヤへの加圧力の調整を行うことができる。また、分離防止部材６３の弾性強度を変更することによっても、溶接ワイヤへの加圧力の調整を容易に行うことができる。
【００５１】
上記実施形態において、分離防止部材６３は一箇所に切り欠きを有する金属製のリング部材により構成されていたが、これに限定されない。たとえば、分離防止部材は、無端環状の耐熱性を有する弾性体により構成してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ１        溶接トーチ
１          トーチボディ
２          チップボディ
２１        中心孔
２２        ねじ手段
２３        通気孔
３          絶縁ブッシュ
３１        ねじ手段
４          オリフィス部材
４１        環状溝
４２        環状空間
４３        オリフィス孔
５          ノズル
５１        ねじ手段
６          給電チップ
６１        ベースチップ
６１１      接続部
６１１ａ    中心孔
６１２      筒状部
６１２ａ    ワイヤ挿通孔
６１３      延出片
６１３ａ    内側部
６１３ｂ    外周部
６１３ｃ    第１凹溝
６１３ｄ    第１凹部
６１３ｅ    第２凹部
６１３ｆ    装着用溝
６２        加圧チップ
６２ａ      内側部
６２ｂ      外周部
６２ｃ      第２凹溝
６２ｄ      第１突起
６２ｅ      第２突起
６２ｆ      装着用溝
６３        分離防止部材
９          溶接ワイヤ
Ｏｘ        軸線
Ｏｙ        回動軸
【図１】
2019025530.tif 000003
【図２】
2019025530.tif 000004
【図３】
2019025530.tif 000005
【図４】
2019025530.tif 000006
【図５】
2019025530.tif 000007
【図６】
2019025530.tif 000008
【図７】
2019025530.tif 000009