(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルの吹出口にスパッタが付着せず、溶接部近傍の確実な酸化防止ができるようにしたアーク溶接用トーチを提供する。【解決手段】トーチ本体２に取付けられてチップ３を内包し、供給されるシールドガスを先端に設けたガス供給口４ｄから外部に流出させるノズル本体４と、該ノズル本体４に取付けられて、ガス供給口４ｄから供給されるシールドガスを環状のガス吹出口５ｄから外部に噴射させるノズルカバー５と、ノズル本体４の先端に装着されて溶接ワイヤ７を貫通するとともに内部を通過してシールドガスを外部に噴射させるガイド孔６ａを有し、ガス吹出口５ｄから噴射されるシールドガスをつぼ形先端部６ｃの外周面に沿わせながら、ガイド孔６ａから噴射されるシールドガスを覆ってガスカーテンを形成すると共に、溶接において発生しガス吹出口５ｄに突進するスパッタをガス吹出口５ｄの手前で遮蔽させるスパッタガード６と、を備えて構成した。【選択図】図１
2008290091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔に溶接ワイヤを貫通して通電するチップが先端に同軸に装着され、シールドガスを内部のガス流路を通過させて先端部のガス放出口から流出させるトーチ本体と、
一端が前記トーチ本体に取付けられて前記ガス放出口及び前記チップを内包し、前記ガス放出口から内部に流入するシールドガスを他端に設けたガス供給口から外部に流出させるノズル本体と、
一端が前記ノズル本体に取付けられて、前記ノズル本体のガス供給口を覆い他端において前記ノズル本体との間に環状のガス吹出口が形成されて、前記ガス供給口から内部に流入するシールドガスを前記ガス吹出口から外部に噴射させるノズルカバーと、
前記ノズル本体先端の前記ガス吹出口よりつぼ形先端部を突出させて前記ノズル本体に同軸に装着され、前記溶接ワイヤを貫通するとともに内部を通過してシールドガスを外部に噴射させるガイド孔を有し、前記ガス吹出口から噴射されるシールドガスをつぼ形先端部の外周面に沿わせながら、前記ガイド孔から噴射されるシールドガスを覆ってガスカーテンを形成すると共に、溶接において発生し前記ガス吹出口に突進するスパッタを前記ガス吹出口の手前で遮蔽するスパッタガードと、
を備えたことを特徴とするアーク溶接用トーチ
【請求項２】
前記スパッタガードは前記ノズル本体先端に、該先端の外径より径の大きいつぼ形の先端部が突出して装着され、前記ノズルカバーとノズル本体との間に形成される環状のガス吹出口から噴射されるシールドガスを、外周面に沿わせて内径を広げて筒状のガスカーテンを形成する請求項１に記載のアーク溶接用トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ワイヤを連続的に供給してアーク溶接するのに利用されるアーク溶接用トーチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接では、トーチ先端から突出させた溶接ワイヤを被溶接物に接近し、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどからなる溶接用酸化防止ガス（以下、シールドガスという）をトーチ先端より吹き出し、被溶接物と溶接ワイヤの間に発生するアークの周囲をシールドガスで覆い、大気中の空気が溶接部に流入するのを防止しながら、アークにより被溶接物及び溶接ワイヤを溶融させて溶接ビードを形成し溶接している。
【０００３】
例えば、特開２００２−２２４８３７号公報に記載のアーク溶接用トーチは、軸芯部を貫通して、消耗電極アーク溶接用の溶接ワイヤが挿通する中央孔が穿設され、該中央孔を通って先端部にシールドガスを導くようにした導電性で棒状のトーチ先端部材と、該トーチ先端部材の先端側に、後端部が導電的かつ回動自在に支持され、先端部が前記中央孔から導出された前記溶接ワイヤに当接する方向に付勢された導電性のチップと、該チップの外側を覆う筒状のノズルとを具えたアーク溶接用トーチにおいて、前記ノズルの内側で前記チップを覆うように、先端部に前記溶接ワイヤが挿通される挿通孔が穿設され、高熱伝導性で外面が滑らかな曲面で形成されたキャップを前記トーチ先端部材の先端部に設けている。
【０００４】
このアーク溶接用トーチは、シールドガスをキャップ先端の挿通孔と溶接ワイヤとの間の隙間から吹き出すとともに、ノズルからも吹き出させてキャップ先端の溶接ワイヤに吹き付け、キャップ先端の挿通孔から出るシールドガスを包み込むようにしてガスカーテンを作り、溶接ワイヤから発生させたアークをシールドガスとその周りのガスカーテンで二重に覆う構成である。
【特許文献１】特開２００２−２２４８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のアーク溶接用トーチは、ノズル全体が同径の筒で形成され、ノズルの吹出口からシールドガスが吹き出されガスカーテンが形成される。このアーク溶接用トーチは、ガスシールド範囲が広いので、多量のシールドガスを消費してしまう。また、溶接時に発生して激しく飛散するスパッタの一部がトーチ先端のキャップやノズルの筒内に融着して、吹出口が詰まると、シールドガスの吹き出し量が制限されてシールド効果が低減してしまうので、溶接途中で融着したスパッタの除去作業が必要になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するもので、ノズルの吹出口の径が小さくとも、ノズルから噴射させたシールドガスによりガスカーテンを作れるようにすると共に、溶接時に飛散してノズル先端に突進してくるスパッタをノズルの吹出口の手前で遮蔽して、ノズルの吹出口にスパッタが付着せず、溶接部近傍の確実な酸化防止ができるようにしたアーク溶接用トーチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、軸孔に溶接ワイヤを貫通して通電するチップが先端に同軸に装着され、シールドガスを内部のガス流路を通過させて先端部のガス放出口から流出させるトーチ本体と、一端が前記トーチ本体に取付けられて前記ガス放出口及び前記チップを内包し、前記ガス放出口から内部に流入するシールドガスを他端に設けたガス供給口から外部に流出させるノズル本体と、一端が前記ノズル本体に取付けられて、前記ノズル本体のガス供給口を覆い他端において前記ノズル本体との間に環状のガス吹出口が形成されて、前記ガス供給口から内部に流入するシールドガスを前記ガス吹出口から外部に噴射させるノズルカバーと、前記ノズル本体先端の前記ガス吹出口よりつぼ形先端部を突出させて前記ノズル本体に同軸に装着され、前記溶接ワイヤを貫通するとともに内部を通過してシールドガスを外部に噴射させるガイド孔を有し、前記ガス吹出口から噴射されるシールドガスをつぼ形先端部の外周面に沿わせながら、前記ガイド孔から噴射されるシールドガスを覆ってガスカーテンを形成すると共に、溶接において発生し前記ガス吹出口に突進するスパッタを前記ガス吹出口の手前で遮蔽するスパッタガードと、
を備えたことを特徴とするアーク溶接用トーチである。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記スパッタガードは前記ノズル本体先端に、該先端の外径より径の大きいつぼ形の先端部が突出して装着され、前記ノズルカバーとノズル本体との間に形成される環状のガス吹出口から噴射されるシールドガスを、外周面に沿わせて内径を広げて筒状のガスカーテンを形成する請求項１に記載のアーク溶接用トーチである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ノズルの吹出口の径を小さくして比較的低いガス圧でノズルから十分なガス圧のシールドガスが噴射されるようにし、また、シールドガスが形成するガスカーテンの筒径を細く形成させることで、少量のシールドガスで、十分なガス圧でガスカーテンが噴射されるようにして、溶接部近傍を確実に酸化防止できる。
【００１０】
また、ノズルの吹出口より突出させてスパッタガードを設けることで、手作業での溶接時に溶接ワイヤと被溶接物の間にアークが飛ぶことにより、飛散してノズル先端に突進してくるスパッタをノズルの吹出口の手前でスパッタガードが遮蔽するようにしてノズルの吹出口に付着しないようにしたので、ノズルの吹出口が詰まってシールドガスの噴射量が制限されるようなことがなく、溶接作業中に、ノズルの交換や、スパッタガードにおけるスパッタの除去などの溶接作業を中断させる事態を回避でき、効率的な溶接作業が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施例１を示す断面図、図２は、作用を説明するための部分拡大断面図、図３（ａ）は分解斜視図、図３（ｂ）は右半分を断面にした分解正面図である。
【００１３】
図１〜図３において、アーク溶接用トーチ１は、トーチ本体２と、トーチ本体２の先端に同軸に装着されている導電性のチップ３と、一端がトーチ本体２に取付けられて先端近傍及びチップ３を内包しているノズル本体４と、一端がノズル本体４に取付けられているノズルカバー５と、ノズル本体４の先端に取付けられている金属製（又はセラミックス製）のスパッタガード６とから構成されている。
【００１４】
トーチ本体２は、シールドガスを内部のガス流路２ａを通過させて先端近傍の軸周りに等角度に設けられている複数のガス放出口２ｂから流出させる。また、トーチ本体２の先端に同軸に装着されているチップ３は、溶接ワイヤ７を軸孔３ａに貫通して通電するとともに、トーチ本体２の先端側に案内する。
【００１５】
ノズル本体４は、一端の雌ネジ４ｓによりトーチ本体２に取付けられ、上記ガス放出口２ｂ及びチップ３を内包し、チップ３とノズル本体４間に空間部４ａが形成されている。また、ノズル本体４は、他端近傍にノズル本体４の外郭よりやや細径に雄ネジ４ｂが形成され、雄ネジ４ｂの先には、雄ネジ４ｂの外郭よりさらに細径に筒部４ｃが設けられている。この筒部４ｃの根元の軸周りには、複数のガス供給口４ｄが等角度に設けられており、筒部４ｃの先端内部には、雌ネジ４ｅが形成されている。
【００１６】
チップ３とノズル本体４間の空間部４ａは、上部がガス放出口２ｂを介してガス流路２ａに連通し、下部がノズル本体４の先端近傍に設けられた複数のガス供給口４ｄに連通している。したがって、ガス放出口２ｂから供給されるシールドガスは、一部がチップ３の軸孔３ａを通過し、残りのシールドガスが各ガス供給口４ｄから分岐して噴出される。
【００１７】
ノズルカバー５は、一端の装着部５ａにおいて、外周がノズル本体４と同径であり、内部に形成された雌ネジ５ｂを雄ネジ４ｂに螺合してノズル本体４に取付けられている。ノズルカバー５は、ノズル本体４の先端近傍の外周を覆い、ノズル本体４を内筒とする同軸の二重筒を形成している。ノズルカバー５とノズル本体４の先端近傍との間に形成された空間部５ｃは、上部が各ガス供給口４ｄに連通し、下部先端はノズルの吹出口を構成する環状のガス吹出口５ｄに連通している。したがって、各ガス供給口４ｄから供給されたシールドガスはガス吹出口５ｄから噴射される。
【００１８】
スパッタガード６は、ガス流路２ａから供給されたシールドガスを外部に噴射させるガイド孔６ａを有し、上部に形成された雄ネジ６ｂがノズル本体４先端の細径筒部４ｃ内の雌ネジ４ｅに螺合されて、つぼ形の先端部６ｃがノズル本体４先端のガス吹出口５ｄより突出して固定される。つぼ形の先端部６ｃは、ノズル本体４の細径筒部４ｃの外周より径が大きく形成されている。また、ガイド孔６ａは、上端から円錐形に先細りして先端は所定長さの細孔６ｄに形成されたロート状であり、溶接ワイヤ７を挿通して外部に案内する。つぼ形の先端部６ｃは、全体が略球状であり外面は球面状である。
【００１９】
次に、アーク溶接用トーチ１の溶接時の動作について説明する。アーク溶接用トーチ１は、被溶接物８と溶接ワイヤ７との間にアークを飛ばして、この熱で溶接ビード９を形成し溶接する。溶接時に、スパッタガード６から突出している溶接ワイヤ７は、外部からその先端部が目視できる。そのため、溶接個所の真芯部分を確認しながらの溶接が可能であり、芯ブレを防止できる。
【００２０】
また、溶接時にスパッタが発生して激しく飛散し、一部がノズル本体４先端のガス吹出口５ｄに向かって突進してくる。この場合、ガス吹出口５ｄには、スパッタガード６のつぼ形の先端部６ｃが突出しているので、突進してくるスパッタは、ガス吹出口５ｄの手前でスパッタガード６が遮蔽するのでガス吹出口５ｄに付着しない。また、一部のスパッタは、スパッタガード６の先端部６ｃに衝突するが表面が球面状であるので付着しにくいし、一次的に付着しても後から衝突するスパッタにより剥離するので、先端部６ｃにスパッタが付着してしまうことはない。
【００２１】
また、溶接時において、スパッタガード６は、ガイド孔６ａと溶接ワイヤ７との間の隙間からシールドガスを噴射して、溶接部を冷却する。シールドガスは、ノズル本体４とノズルカバー５とによる二重筒間の空間部５ｃを通過するときに、ガス吹出口５ｄが狭い環状に形成されているのでガス圧が高められ、ガス吹出口５ｄから十分なガス圧のシールドガスが筒状に噴射される。
【００２２】
スパッタガード６は、ガス吹出口５ｄから噴射されるシールドガスをつぼ形の先端部６ｃの外周面に沿わせてシールドガスの筒内を塞がらせずに、筒状の形態を維持させるように作用する。そのため、ガス吹出口５ｄから噴射されたシールドガスは、溶接部分に筒状に集中して、ガイド孔６ａから噴射されるシールドガスを覆って筒状のガスカーテンを形成する。
【００２３】
このように本発明のアーク溶接用トーチは、ノズル本体４とノズルカバー５とによる二重筒のガス吹出口５ｄからシールドガスを噴射させるとともに、スパッタガード６がガス吹出口５ｄから筒状に噴射したシールドガスを外周面に沿わせて、ガイド孔６ａから噴射されるシールドガスを覆って筒状のガスカーテンを形成することができるから、少量のシールドガスで、溶接部近傍を確実に酸化防止できる。
【００２４】
また、本発明のアーク溶接用トーチは、ガス吹出口５ｄより突出させてスパッタガード６を設けているので、ノズル本体４の先端に飛散したスパッタがガス吹出口５ｄに突進してきてもガス吹出口５ｄの手前でスパッタガード６に遮蔽されてガス吹出口５ｄに付着しないようにしたので、スパッタによりガス吹出口５ｄが詰まってシールドガスの噴射量が制限されるようなことがなく、溶接作業中に、ノズルの交換や、スパッタガードにおけるスパッタの除去などの溶接作業を中断させる事態を回避でき、効率的な溶接作業が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１を示す断面図である。
【図２】図２は実施例１の作用を説明するための部分拡大断面図である。
【図３】（ａ）は図１の分解斜視図、（ｂ）は図１の右半分を断面にした分解正面図ある。
【符号の説明】
【００２６】
１  アーク溶接用トーチ
２  トーチ本体
２ａ  ガス流路
２ｂ  ガス放出口
３  チップ
３ａ  軸孔
４  ノズル本体
４ａ，５ｃ  空間部
４ｂ，６ｂ  雄ネジ
４ｃ  細径筒部
４ｄ  ガス供給口
４ｅ，５ｂ  雌ネジ
５  ノズルカバー
５ａ  装着部
５ｄ  ガス吹出口
６  スパッタガード
６ａ  ガイド孔
６ｃ  つぼ形の先端部
６ｄ  細孔
７  溶接ワイヤ
８  被溶接物
９  溶接ビード
【図１】
2008290091.tif 000003
【図２】
2008290091.tif 000004
【図３】
2008290091.tif 000005