(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチにシールドガスおよび溶接ワイヤーを供給するために設けられたホースにシャトルバルブを分岐状に設け、該シャトルバルブの一方の流入口をシールドガス供給源に連結するとともに該シャトルバルブの他方の流入口を圧縮空気供給管路に連結し、装置本体のケース体の前壁面の上部に押しボタンを突設し、該ケース体の前壁面であって前記押しボタンの下部にハンマーを突設し、該ケース体の内部に前記押しボタンが押圧されることにより給気バルブを開作動させる起動機構を設けるとともに、進退動するピストンにより前記ハンマーを叩打する振動発生機構を設け、前記溶接トーチを前記ハンマーおよび前記押しボタンに押し付けることにより前記給気バルブが開作動して圧縮空気が前記振動発生機構および前記圧縮空気供給管路に供給され、前記振動発生機構に供給された圧縮空気は前記ピストンを進退動させ前記ハンマーを繰り返し打撃することで前記溶接トーチを振動させて前記溶接トーチ内に付着していたスパッタを離脱させると同時に、前記圧縮空気供給管路に供給された圧縮空気は前記シャトルバルブから前記ホースを通って前記溶接トーチに供給され前記スパッタを前記溶接トーチ内から排出させるようにしたことを特徴とする溶接トーチのスパッタ除去装置。
【請求項２】
起動機構は、振動発生機構に高圧の圧縮空気を送給する第１の給気バルブと、これよりも低圧の圧縮空気を圧縮空気供給管路に送給する第２の給気バルブとを備えており、押しボタンが押圧されることにより両給気バルブが開作動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載した溶接トーチのスパッタ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接用のトーチに付着したスパッタを短時間で除去するためのスパッタ除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接用のトーチは、周知のように、溶接ワイヤの周囲にノズルが形成され、該ノズルから炭酸ガス、アルゴンガス等のシールドガスで溶接部分をシールドすることにより溶接部分の酸化が防止されるようにしているが、作業中にスパッタがこのノズルの先端部およびノズル内面に付着し、その付着量が増すとシールドガスの吹き出しに悪影響を及ぼすことから、従来では作業者がノズルの先端部や内面を切刃や金属ブラシによって擦ってスパッタを離脱させ、除去するようにしていた。しかし、これでは作業能率が悪い欠点があるとともに、ノズルに擦りキズが付き、スパッタが一層付着し易くなるという問題がある。なお、スパッタの付着を防ぐためにノズルに薬品を塗布したり、或いはスパッタが付着し難いカーボン製のノズルを使用することも知られているが、そのようにしても十分に防ぐことができなかった。
【０００３】
一方、下記特許文献１に示されたスパッタ掃除装置は、空圧回路に設けられた電磁弁を開閉することにより空圧シリンダに断続的に圧縮空気を送ることで該空圧シリンダに設けられたハンマーを振動させ、該ハンマーに溶接トーチを当てることにより、ノズルに付着したスパッタを振動で離脱、除去しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−９４８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来のように振動によりスパッタを離脱させるだけでは、ノズル内部のガス噴出口に付着しているスパッタが排出され難く、掃除に時間がかかるという問題があった。特にノズルの形状が先端部で細く奥部で広がっているものでは、内部のスパッタが一層排出され難いといった問題がある。
本発明はこのような問題点を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために本発明に係る溶接トーチのスパッタ除去装置は、押しボタンが押圧されることにより給気バルブを開作動させる起動機構と、該起動機構の給気バルブから圧縮空気が供給されることによりピストンが進退動してハンマーが繰り返し打撃され、該ハンマーに当接させた溶接トーチを激しく振動させ該溶接トーチの内面に付着したスパッタをその振動により離脱させる振動発生機構と、該起動機構の給気バルブから溶接トーチに圧縮空気が供給されることにより溶接トーチ内のスパッタを排出させる圧縮空気供給管路とからなることを特徴とする。
【０００７】
また、上記起動機構は、振動発生機構に高圧の圧縮空気を送給する第１の給気バルブと、これよりも低圧の圧縮空気を圧縮空気供給管路に送給する第２の給気バルブとを備えており、押しボタンが押圧されることにより両給気バルブが開作動するようにしたことを特徴とする。
このように、高圧の圧縮空気を振動発生機構に送給することにより、ピストンがハンマーを強力に叩打し得るようになり、溶接トーチを激しく振動させることができる。また、低圧大容量の圧縮空気を圧縮空気供給管路を経て溶接トーチに送給することにより、ノズル内のスパッタが直ぐに排出されるようになる。
【０００８】
また、上記振動発生機構は、太径部と細径部とからなるピストンがシリンダ内に進退動可能に設けられ、該ピストンの細径部の外周面と該シリンダの内周面との間に空気流入空間が形成され、該シリンダの一端部に該ピストンの太径部と相対する加圧室が形成され、該シリンダの他端部に該ピストンの細径部が突出する大気開放空間が形成されているとともに、ハンマーの基部が該ピストンの突出端と相対するように配置され、該ピストン中には一端が前記加圧室と連通し他端が該ピストンの外周に開口している通気路が形成され、該開口は該ピストンの進退動時に前記空気流入空間または大気開放空間と連通するように開設され、前記空気流入空間に流入した圧縮空気が該通気路を通して断続的に前記加圧室に流入することにより該ピストンが進退動し前記ハンマーの基部が該ピストンによって繰り返し打撃されるようにしたことを特徴とする。
このように、圧縮空気によってピストンを直に進退動させ、該ピストンによりハンマーが打激されることにより、激しい強力な振動を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハンマーの強力な打撃によって溶接トーチを激しく振動させることができるので、スパッタを離脱させることが容易であると同時に、離脱したスパッタが圧縮空気により直ぐに排出されるので、スパッタを溶接トーチから短時間できれいに除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示すスパッタ除去装置の部分断面側面図。
【図２】本発明に係るスパッタ除去装置の起動機構および振動発生機構を示す縦断面図。
【図３】図２の作動状態図。
【図４】図２の作動状態図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施形態を図面に従い説明する。図１において、１はロボットアームによって把持されて移動する溶接トーチ、２は該溶接トーチにシールドガスおよび溶接ワイヤー３を供給するために設けられた可撓性のホースである。４は一対の送りローラからなるワイヤー送給装置で、該装置４を作動させることにより溶接ワイヤー３はホース２内を通って溶接トーチ１に供給される。５は該ホースより分岐して設けられたシャトルバルブで、該シャトルバルブの一方の流入口は開閉弁６を介してシールドガス供給源に連結されており、溶接時に該開閉弁６を開けることによりシールドガスがシャトルバルブ５およびホース２を経て溶接トーチ１に供給される。また、７はシャトルバルブ５の他方の流入口に連結された圧縮空気供給管路である。なお、１ａは溶接トーチの先端部に着脱自在に設けられたノズル、１ｂはコンタクトチップを示す。
【００１２】
１１は内部に装置本体１０が設けられたケース体、２１は該ケース体１１の前壁面１２に突設された押しボタン、４８は該押しボタンの下部に位置するように該前壁面１２に突設されたハンマーである。そして、前記溶接トーチ１はその先端を下にして該押しボタン２１およびハンマー４８に押し付けられるようにしている。なお、押しボタン２１およびハンマー４８は耐衝撃性のある合成樹脂により円柱状に形成されている。また、９は溶接トーチ１から離脱し落下するスパッタ８を受けるためにケース体１１の下縁部に着脱自在に設けた受皿を示す。
【００１３】
図２に示したように、装置本体１０には、起動機構２０および振動発生機構４０が構成される。１３は圧縮空気の供給源と連結されるマニホールド、１４，１５は該マニホールドに設けられた圧力調整弁で、一方の圧力調整弁１４の２次側空気圧は４．５〜５．０Kgｆ／ｃｍ２に設定され、他の圧力調整弁１５の２次側空気圧はこれよりも低圧の２．５〜２．８Kgｆ／ｃｍ２に設定される。
【００１４】
次に起動機構２０を説明する。起動機構２０は、圧力調整弁１４の２次側と配管２２を介して連通する弁室２３を形成し、該弁室内に弁体２４を進退動自在に設けることにより第１の給気バルブ２５を構成し、該弁体２４に前記押しボタン２１を軸２６を介して直結している。なお、２４ａは弁室２３内に設けられ弁体２４を閉方向に付勢しているバネ状弾性体である。該給気バルブ２５の２次側には通気路２７と通気路２８が分岐形成され、通気路２７は区画室２９に連通し、該区画室には上下動可能に往復動体３０が設けられている。３１は前記圧力調整弁１５の２次側と配管３２を介して連通するように形成された弁室で、該弁室内に弁体３３を進退動自在に設けることにより第２の給気バルブ３４を形成する。なお、３３ａは弁室３１内に設けられ弁体３３を閉方向に付勢しているバネ状弾性体である。そして、該弁体３３の下方延長端を前記往復動体３０の上面と対向させている。そして、該給気バルブ３４の２次側は前記圧縮空気供給管路７に連通させている。
【００１５】
このため、押しボタン２１が押されると、弾性体２４ａに抗して弁体２４が移動して第１の給気バルブ２５が開かれ、高圧の圧縮空気が通気路２７と通気路２８に流入する。そして、通気路２７に流入した圧縮空気は往復動体３０を押し上げ、該往復動体３０はさらに弾性体３３ａに抗して弁体３３を押し上げることから、第２の給気バルブ３４も同時に開かれ、低圧の圧縮空気が圧縮空気供給管路７に供給されるようになる。
【００１６】
また、振動発生機構４０は、シリンダ４１が水平に配置され、該シリンダ４１内に太径部４２ａと細径部４２ｂとからなるピストン４２が進退動可能に設けられ、該シリンダ４１の略中間部に通気口４３が形成され、細径部４２ｂの外周面と該シリンダ４１の内周面との間に空気流入空間４４が形成され、該空気流入空間４４が通気口４３を介して前記通気路２８と連通する。該シリンダ４１の一端部には該ピストン４２の太径部４２ａと相対する加圧室４５が形成される。４６はシリンダ４１の一端部を包囲して加圧室４５を形成するために固着された蓋部材である。また、シリンダ４１の他端部にはピストン４２の細径部４２ｂが突出する大気開放空間４７が形成されている。５０は前記ハンマー４８の軸４９を進退動自在に支持している軸受部材で、これによって該軸４９の内端部に形成された基部５１がピストン４２の突出端と相対するように配置される。なお、該軸受部材５０には大気開放空間４７を外部と連通させる通気口５２が開設される。
【００１７】
また、ピストン４２中には一端が前記加圧室４５と連通し他端が該ピストンの外周に開口５４する通気路５３が形成される。なお、開口５４はピストン４２が進退動することにより前記空気流入空間４４または大気開放空間４７と連通する位置に開設される。
【００１８】
このように構成したスパッタ除去装置では、図２に破断線で示したように、溶接トーチ１をその先端を下にして押しボタン２１およびハンマー４８に押し付けることにより、第１の給気バルブ２５が開き、高圧の圧縮空気が通気口４３から空気流入空間４４に流入し、該圧縮空気の空圧がピストン４２の太径部４２ａを押圧することにより該ピストン４２を図中左方向に移動させる。そうすると図３に示したように該ピストンの開口５４が空気流入空間４４に連通するようになり、該空気流入空間４４の圧縮空気は該開口５４から通気路５３を通って加圧室４５に流入するようになり、該加圧室４５の空圧を上昇させる。このため図４に示したように加圧室４５の空圧によりピストン４２は図中右方向に移動し、該ピストン４２の突出端（図中右端）が基部５１を叩打しハンマー４８を突出させる。そのとき、該ピストン４２の開口５４が大気開放空間４７と連通することで、加圧室４５の空気が開口５４から該大気開放空間４７に抜け、該加圧室４５は大気圧になる。するとまた空気流入空間４４に流入した高圧の圧縮空気がピストン４２の太径部４２ａを押圧することにより該ピストン４２を図中左方向に移動させ、図２の状態となり、図３の状態を経て図４に示した状態になる。このため高圧の圧縮空気によりピストン４２は高速で激しく進退動し、ハンマー４８の基部が該ピストンによって繰り返し打撃され、該ハンマー４８に押し当てられた溶接トーチ１を激しく振動させる。このため該溶接トーチ１のノズル１ａ内面および先端部に付着しているスパッタを即座に離脱させることができる。
【００１９】
また、押しボタン２１に溶接トーチ１を押し付けることにより、第１の給気バルブ２５と同時に第２の給気バルブ３４が開くことから、低圧大容量の圧縮空気が圧縮空気供給管路７に供給され、該圧縮空気はシャトルバルブ５からホース２内を通って溶接トーチ１に供給され、振動により離脱したスパッタを該溶接トーチ１のノズル１ａ内から外に排出させ、該スパッタ８を受皿９中に落下させる。このため、ロボットアームの移動範囲にこのスパッタ除去装置を配置しておけば、該ロボットの作動で該溶接トーチ１を押しボタン２１およびハンマー４８に押し付けさせるだけで、該溶接トーチ１内に付着したスパッタを非常に短時間（２〜３秒間で可能）で除去することができ、溶接の作業性を大幅に向上させることができる。
【００２０】
なお、この実施形態は、起動機構２０として２つの給気バルブ２５，３４を備えたものを示したが、両バルブを一体的なものとし、圧縮空気供給管路７および振動発生機構４０に同時に高圧大容量の圧縮空気が送給されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１              溶接トーチ
１ａ            ノズル
１ｂ            コンタクトチップ
２              ホース
３              溶接ワイヤー
４              ワイヤー送給装置
５              シャトルバルブ
６              開閉弁
７              圧縮空気供給管路
８              スパッタ
９              受皿
１０            装置本体
１１            ケース体
１２            前壁面
１３            マニホールド
１４，１５      圧力調整弁
２０            起動機構
２１            押しボタン
２２            配管
２３            弁室
２４            弁体
２５            第１の給気バルブ
２６            軸
２７            通気路
２８            通気路
２９            区画室
３０            往復動体
３１            弁室
３２            配管
３３            弁体
３４            第２の給気バルブ
４０            振動発生機構
４１            シリンダ
４２            ピストン
４２ａ          太径部
４２ｂ          細径部
４３            通気口
４４            空気流入空間
４５            加圧室
４６            蓋部材
４７            大気開放空間
４８            ハンマー
４９            軸
５０            軸受部材
５１            基部
５２            通気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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