(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなすノズルと、該ノズルの一端部内側に配置されており、先端から溶接ワイヤが送給されるチップとを備え、前記ノズルの他端から一端に向けてシールドガスを送出する溶接トーチにおいて、
一端部が前記ノズルの内側に設けられており、前記シールドガスを供給するガス供給筒と、
前記ノズルの内側にて同軸的に配置されており、底部の外側底面にて前記チップを保持する有底筒状のチップホルダと、
該ガス供給筒、チップホルダ及びノズルに亘って連続的に形成され、前記チップホルダの底部の内側底面を経由して冷却水が通流する水路と
を備え、
前記水路の少なくとも一部は、前記チップを直接保持する前記チップホルダの内部に形成されていること
を特徴とする溶接トーチ。
【請求項２】
筒状をなすノズルと、該ノズルの一端部内側に配置されており、先端から溶接ワイヤが送給されるチップとを備え、前記ノズルの他端から一端に向けてシールドガスを送出する溶接トーチにおいて、
一端部が前記ノズルの内側に設けられており、前記シールドガスを供給するガス供給筒と、
前記ノズルの内側にて同軸的に配置されており、底部にて前記チップを保持する有底筒状のチップホルダと、
該ガス供給筒、チップホルダ及びノズルに亘って連続的に形成され、前記チップホルダの底部を経由して冷却水が通流する水路と
を備え、
前記水路の少なくとも一部は、前記チップを直接保持する前記チップホルダの径方向内側に引き回されていること
を特徴とする溶接トーチ。
【請求項３】
前記水路は、前記チップホルダの内側にて、前記ノズルの軸方向に沿ってクランク状に形成された往復水路を有し、
該往復水路は前記チップホルダの径方向内側に引き回されていること
を特徴とする請求項２に記載の溶接トーチ。
【請求項４】
前記チップホルダ及びノズルの間に前記シールドガスが通流するガス通流路が形成されており、
前記ガス供給筒の一端部は前記チップホルダの内側に配置されており、
前記ガス供給筒における前記チップホルダの内側に配置された部分から径方向外向きに突出し、前記チップホルダを貫通して、前記ガス供給筒及びガス通流路を連絡する連絡路を備えること
を特徴とする請求項３に記載の溶接トーチ。
【請求項５】
前記ガス供給筒の他端部に、前記水路に冷却水を供給する電流供給可能な給水口及び前記水路から冷却水を排出する電流供給可能な排水口が設けられていること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接を行う溶接トーチに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接用トーチは、上下方向を軸方向とした筒状のカバーと、該カバーの下端部内側に配置されており、絶縁されたノズルと、ノズル内部に設けられたチップとを備える。前記カバー及びチップの内側にワイヤが挿入され、ワイヤはチップの先端から溶接箇所に向けて送出される。カバー及びノズルの間に、溶融金属と空気との反応を抑制するシールドガスが注入され、ノズル先端に向けて送出される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３７３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、厚さの大きい鋼板を少ない回数で溶接することが求められている。溶接回数を削減するためには、大電流を溶接用トーチに流す必要がある。この場合、アークの不安定性及びチップの耐久性等を向上させるために、チップを保持するホルダの先端部を含むホルダ全体を冷却し、チップの温度上昇を抑制させる必要がある。
【０００５】
特許文献１には、冷却水が循環する冷却水経路をノズル及びトーチ本体に形成した溶接用トーチが開示されている。トーチ本体の先端部にチップが取り付けられている。前記溶接用トーチは、シールドガスを軸方向に沿ってトーチ本体の上端部から注入し、ノズルまで送出している。
【０００６】
しかし、上述したシールドガスの送出経路を確保するために、前記溶接用トーチはトーチ本体の先端部まで冷却水経路を形成することができず、チップを効果的に冷却することができない。また冷却水の供給及び排出を行う給水管及び排水管が溶接用トーチの軸方向中央部に位置し、溶接用トーチが大型化する。
【０００７】
仮に径方向外側からシールドガスを溶接用トーチに注入した場合、トーチ本体の先端部まで冷却水経路を形成することは可能である。しかし、径方向外側からシールドガスを注入した場合、シールドガスが偏流することがある。またシールドガスを注入するためのチューブを接続する接続部が径方向外側に突出し、溶接用トーチが大型化する。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、チップを効果的に冷却し、且つシールドガスの偏流を抑制して、大型化を抑制することができる溶接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】
【０００９】
本発明に係る溶接トーチは、筒状をなすノズルと、該ノズルの一端部内側に配置されており、先端から溶接ワイヤが送給されるチップとを備え、前記ノズルの他端から一端に向けてシールドガスを送出する溶接トーチにおいて、一端部が前記ノズルの他端部に設けられており、前記シールドガスを供給するガス供給筒と、前記ノズルの内側にて同軸的に配置されており、底部にて前記チップを保持する有底筒状のチップホルダと、該ガス供給筒、チップホルダ及びノズルに亘って連続的に形成され、前記チップホルダの底部を経由して冷却水が通流する水路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、ガス供給筒、チップホルダ及びノズルに水路が形成され、冷却水がチップホルダの底部を経由するので、大電流を使用しても、チップホルダの底部に保持されたチップが効果的に冷却される。またシールドガスは軸方向に沿って流れるのでシールドガスの偏流を抑制することができる。また水路及びシールドガスの流路は軸方向に沿って形成され、径方向に沿って形成されていないので、溶接トーチの大型化を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る溶接トーチは、前記水路は、前記チップホルダの内側にて、前記ノズルの軸方向に沿ってクランク状に形成された往復水路を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、チップホルダの内側に往復水路を形成し、チップホルダを全体的に冷却して、大電流を使用しても、チップホルダに保持されたチップを冷却することができる。
【００１３】
本発明に係る溶接トーチは、前記チップホルダ及びノズルの間に前記シールドガスが通流するガス通流路が形成されており、前記ガス供給筒の一端部は前記チップホルダの内側に配置されており、前記ガス供給筒の一端部から径方向外向きに突出し、前記チップホルダを貫通して、前記ガス供給筒及びガス通流路を連絡する連絡路を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、ガス供給筒の一端部に、チップホルダを貫通する連絡路を設けて、軸方向に沿ったシールドガスの通流を実現する。また連絡路を避けて、チップホルダに水路を形成し、チップホルダの先端までの冷却を実現する。
【００１５】
本発明に係る溶接トーチは、前記ガス供給筒の他端部に、前記水路に冷却水を供給する電流供給可能な給水口及び前記水路から冷却水を排出する電流供給可能な排水口が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、給水口及び排水口をガス供給筒の他端部に設けて、径方向に大型化することを抑制する。また給水口及び排水口に電力を供給する水冷ケーブルを接続することによって、電流供給及び給排水を実行する。ケーブルは径方向に突出せず、大型化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る溶接トーチあっては、冷却水がチップホルダの底部を経由して、水路を通流するので、大電流を使用しても、前記底部に保持されたチップを効果的に冷却することができる。またシールドガスは軸方向に沿って流れるのでシールドガスの偏流を抑制することができる。また水路及びシールドガスの流路は軸方向に沿って形成され、径方向に沿って形成されていないので、溶接トーチの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】溶接トーチを略示する斜視図である。
【図２】溶接トーチを略示する底面図である。
【図３】ＩＩＩ−ＩＩＩ線を切断線とした溶接トーチの略示断面斜視図である。
【図４Ａ】ＩＶ−ＩＶ線を切断線とした平面断面図である。
【図４Ｂ】ＩＶ−ＩＶ線を切断線とした断面斜視図である。
【図５Ａ】Ｖ−Ｖ線を切断線とした平面断面図である。
【図５Ｂ】Ｖ−Ｖ線を切断線とした断面斜視図である。
【図６Ａ】ＶＩ−ＶＩ線を切断線とした平面断面図である。
【図６Ｂ】ＶＩ−ＶＩ線を切断線とした断面斜視図である。
【図７Ａ】ＶＩＩ−ＶＩＩ線を切断線とした平面断面図である。
【図７Ｂ】ＶＩＩ−ＶＩＩ線を切断線とした断面斜視図である。
【図８Ａ】ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線を切断線とした平面断面図である。
【図８Ｂ】ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線を切断線とした断面斜視図である。
【図９Ａ】ＩＸ−ＩＸ線を切断線とした平面断面図である。
【図９Ｂ】ＩＸ−ＩＸ線を切断線とした断面斜視図である。
【図１０Ａ】Ｘ−Ｘ線を切断線とした平面断面図である。
【図１０Ｂ】Ｘ−Ｘ線を切断線とした断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明を実施の形態に係る溶接トーチ１を示す図面に基づいて説明する。図１は、溶接トーチ１を略示する斜視図、図２は、溶接トーチ１を略示する底面図、図３は、ＩＩＩ−ＩＩＩ線を切断線とした溶接トーチ１の略示断面斜視図である。なお図１〜図３においては、遮熱カバー５０（図４Ａ等参照）の記載を省略している。以下の説明では、図に示す上下を使用する。
【００２０】
溶接トーチ１は、上下を軸方向とし、トーチボディを絶縁するための樹脂管によって形成された筒体２と、該筒体２の上側に挿入され、上側から下側に向けてシールドガスを供給するガス供給筒３とを備える。ガス供給筒３は導電性を有する部材によって形成されている。ガス供給筒３は、内部にガス供給管３ａを備える。ガス供給筒３の上端部は筒体２から突出しており、ガス供給筒３の上端部には冷却水を供給する給水口９及び冷却水を排出する排水口１０が設けられている。給水口９及び排水口１０は上側を向いている。筒体２は、遮熱カバー５０によって覆われている。
【００２１】
ガス供給筒３の下端部には、有底円筒状をなすチップホルダ８が、その底部（以下第１底部２１という）を下側に向けて、設けられている。チップホルダ８は導電性を有する部材によって形成されている。第１底部２１は、上下方向を軸方向とした筒状のコンタクトチップ６を取り外し可能に保持しており、コンタクトチップ６は第１底部２１から下方に突出している。なおコンタクトチップ６は第１底部２１から突出しなくてもよい。
【００２２】
コンタクトチップ６はチップホルダ８に対して同軸的に配されている。コンタクトチップ６は導電性を有する部材によって形成されている。チップホルダ８の上端部にはガス供給筒３の下端部が挿入されている。例えば、ろう付けによってチップホルダ８の上端部とガス供給筒３の下端部とが固定されている。給水口９及び排水口１０には、電流を供給する水冷ケーブル（図示略）が接続され、ガス供給筒３は、給水口９及び排水口１０から供給された電流をチップホルダ８に導通させる。ガス供給筒３の下端部内側には整流板（図示略）が設けられている。
【００２３】
ガス供給筒３、チップホルダ８及びコンタクトチップ６の内側には、溶接用ワイヤ（図示略）が送給され、コンタクトチップ６の下端から送出される。ガス供給筒３、チップホルダ８及びコンタクトチップ６それぞれには、溶接用ワイヤを送給するための上下方向（軸方向）に貫通した貫通孔（図示略）が適宜設けられている。
【００２４】
筒体２の下側に、上下方向を軸方向とした筒形のノズル７が配置されている。チップホルダ８及びコンタクトチップ６は、上側からノズル７に同軸的に挿入されている。ノズル７は連結部材を介して筒体２に連結されている。ノズル７の内周面と、コンタクトチップ６及びチップホルダ８との間に、ガス通流路５が形成されている。
【００２５】
ガス供給筒３の下端部、換言すれば、ガス供給筒３におけるチップホルダ８に挿入された部分から、径方向外向きに複数の連絡路４が突出している。連絡路４はチップホルダ８を貫通し、ガス通流路５及びガス供給筒３を連絡している。図３の破線矢印にて示す如く、シールドガスは、ガス供給筒３の上端部に注入され、ガス供給筒３を下方に移動し、整流板に案内されて、連絡路４を通流し、ガス通流路５を下方に移動して、コンタクトチップ６に至り、ノズル７下端から放出される。
【００２６】
ガス供給筒３、チップホルダ８及びノズル７に亘って、冷却水が通流する水路が形成されている。水路は、後述する第１水路１１〜第８水路１８を有する。
【００２７】
図４Ａは、ＩＶ−ＩＶ線を切断線とした平面断面図、図４Ｂは、ＩＶ−ＩＶ線を切断線とした断面斜視図、図５Ａは、Ｖ−Ｖ線を切断線とした平面断面図、図５Ｂは、Ｖ−Ｖ線を切断線とした断面斜視図、図６Ａは、ＶＩ−ＶＩ線を切断線とした平面断面図、図６Ｂは、ＶＩ−ＶＩ線を切断線とした断面斜視図、図７Ａは、ＶＩＩ−ＶＩＩ線を切断線とした平面断面図、図７Ｂは、ＶＩＩ−ＶＩＩ線を切断線とした断面斜視図、図８Ａは、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線を切断線とした平面断面図、図８Ｂは、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線を切断線とした断面斜視図、図９Ａは、ＩＸ−ＩＸ線を切断線とした平面断面図、図９Ｂは、ＩＸ−ＩＸ線を切断線とした断面斜視図、図１０Ａは、Ｘ−Ｘ線を切断線とした平面断面図、図１０Ｂは、Ｘ−Ｘ線を切断線とした断面斜視図である。各断面斜視図において、理解容易化のため、ハッチングの記載を省略する。
【００２８】
図３及び図４Ｂに示す如く、径方向（上下方向に直交する方向）において、ガス供給筒３の一側及び該一側に対向する他側に、上下方向（軸方向）に延びた第１水路１１及び第８水路１８が形成されている。第１水路１１及び第８水路１８は径方向において、互いに反対側に位置する。第１水路１１及び第８水路１８は、ガス供給筒３の上部の隣に配置されている。第１水路１１の上端部は給水口９に接続し、第８水路１８の上端部は排水口１０に接続する。
【００２９】
第１水路１１の下端部は筒体２の下端付近において、二股に分岐し、図３及び図５Ｂに示す如く、径方向内側（ガス供給筒３の中心側）に向けて湾曲する。
【００３０】
チップホルダ８の内側に、上下方向に延びた第２水路１２及び第３水路１３が形成されている。第２水路１２及び第３水路１３は径方向において、互いに反対側に位置する。第２水路１２及び第３水路１３は、チップホルダ８の上下幅全体に亘って形成されている。図６Ｂ及び図７Ｂに示す如く、第２水路１２の上端部及び中途部は二股に分岐しており、第２水路１２の分岐した部分は、第１水路１１の二股に分岐した部分にそれぞれ接続している。また図７Ｂに示す如く、第３水路１３の中途部も二股に分岐している。
【００３１】
第２水路１２及び第３水路１３の下端部は前記第１底部２１において連なっており、第２水路１２及び第３水路１３はクランク状に形成されている。第２水路１２及び第３水路１３は、連絡路４付近において、連絡路４を避けるように、連絡路４の間に形成されている。第２水路１２及び第３水路１３は往復水路に対応する。
【００３２】
図６Ｂに示す如く、チップホルダ８の上部には、径方向外側に突出しており、突出端部が下方に屈曲した第４水路１４及び第７水路１７が設けられている。第４水路１４及び第７水路１７は径方向において、互いに反対側に位置する。第４水路１４及び第７水路１７の下方に屈曲した部分はチップホルダ８よりも径方向外側に配置されている。前記第８水路１８の下端部は、第７水路１７の径方向内側に連なっている。第３水路１３の上端部は、第４水路１４の径方向内側に連なっている。
【００３３】
給水口９から注入された冷却水は、図３Ｂ及び図４Ｂの実線矢印にて示す如く、第１水路１１を下方に移動し、図３、図５Ｂ及び図６Ｂの実線矢印にて示す如く、二股に分かれた第１水路１１及び第２水路１２を移動して、径方向内側に移動する。そして、冷却水は、図３、図７Ｂ及び図８Ｂの実線矢印にて示す如く、第２水路１２を下方に移動し、図９Ｂの実線矢印及び白抜矢符にて示す如く、第１底部２１に至り、進行方向を上方に変更する。そして、図３、図６Ｂ〜図８Ｂの白抜矢符にて示す如く、冷却水は上方に移動し、第４水路１４に至る。すなわち、チップホルダ８内側において、冷却水は上下方向に沿って往復移動する。
【００３４】
図３、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂに示す如く、径方向におけるノズル７の一側には上下方向に延びた第５水路１５が形成されており、ノズル７の他側には上下方向に延びた第６水路１６が形成されている。第５水路１５及び第６水路１６は径方向において、互いに反対側に位置する。第５水路１５及び第６水路１６は、ノズル７の上下幅全体に亘って形成されている。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂに示す如く、第５水路１５の上下方向中途部において、第５水路１５の下側の幅（ノズル７の周方向における寸法）は上側の幅よりも拡大し、第６水路１６の上下方向中途部において、第６水路１６の下側の幅は上側の幅よりも拡大する。
【００３５】
図９Ａ及び図９Ｂに示す如く、幅が拡大した第５水路１５及び第６水路１６はそれぞれ、ノズル７の下部において、二股に分岐しており、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す如く、ノズル７の底部（以下第２底部２２という）において、分岐した第５水路１５の一方と、分岐した第６水路１６の一方とが連なる。また第２底部２２において、分岐した第５水路１５の他方と、分岐した第６水路１６の他方とが連なる。
【００３６】
図６Ｂに示す如く、第５水路１５の上端部は第４水路１４の径方向外側に接続しており、第６水路１６の上端部は第７水路１７の径方向外側に接続している。
【００３７】
図３、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ及び図１０Ｂのハッチング矢印にて示す如く、第３水路１３から第４水路１４に至った冷却水は第５水路１５を下方に移動し、分岐した第５水路１５を通って第２底部２２に至り、進行方向を上方に変更する。そして、図３、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ及び図１０Ｂの黒塗矢符にて示す如く、第６水路１６を上方に移動し、第７水路１７に至る。
【００３８】
図６Ｂの黒塗矢符にて示す如く、第７水路１７に至った冷却水は、径方向内側に進路を変更し、更に上方に進路を変更する。そして図４Ｂ及び図５Ｂの黒塗矢符にて示す如く、冷却水は第８水路１８を上方に移動し、排水口１０から排出される。排出された冷却水は冷却され、給水口９に戻る。冷却水は、給水口９、第１水路１１〜第８水路１８、排水口１０を循環する。
【００３９】
実施の形態に係る溶接トーチにあっては、第２底部２２まで第５水路１５及び第６水路１６が形成されているので、ノズル７の先端部まで冷却することができ、ノズル７全体を冷却することができる。またチップホルダ８において、第１底部２１に至るまで第２水路１２及第３水路１３を形成し、第２水路１２及び第３水路１３をクランク状に形成することによって、チップを保持する第１底部２１を効果的に冷却し、また冷却水をチップホルダ８の内側に引き回すことによって、チップホルダ８全体を効果的に冷却して、大電流を使用した場合であっても、コンタクトチップ６を効率良く冷却することができる。
【００４０】
効率良くコンタクトチップ６を冷却することによって、コンタクトチップ６の温度上昇によるアークの不安定性及びチップの耐久性等を改善することができる。
【００４１】
またシールドガスは、ガス供給筒３及びガス通流路５を軸方向に沿って流れるので、シールドガスの偏流を抑制することができる。また第１水路１１〜第８水路１８及びシールドガスの流路は軸方向に沿って形成され、径方向外向きに突出していないので、溶接トーチの大型化を抑制することができる。
【００４２】
またガス供給筒３の下端部に、ガス通流路５に連絡する複数の連絡路４を設けて、軸方向に沿ったシールドガスの通流を実現する。また連絡路４の間に、換言すれば、連絡路４を避けて第２水路１２及び第３水路１３を形成し、チップホルダ８の先端までの冷却を実現する。
【００４３】
また上側を向いた給水口９及び排水口１０をガス供給筒３の上端部に設け、該給水口９及び排水口１０に水冷ケーブルを接続することによって、径方向に大型化することを抑制することができる。更に水冷ケーブルから給水口９及び排水口１０に電流を供給することによって、電流供給及び給排水を併せて実行することができる。そのため、冷却水を供給する為のチューブ及び電力を供給するケーブルをそれぞれ別に用意する必要が無く、またケーブルは径方向に突出することが無いので、溶接トーチ１が径方向に大型化することを抑制することができる。
【００４４】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１  溶接トーチ
３  ガス供給筒
４  連絡路
５  ガス通流路
６  コンタクトチップ（チップ）
７  ノズル
８  チップホルダ
９  給水口
１０  排水口
１１〜１８  第１水路〜第８水路
【図１】
0006660233.tif 000002
【図２】
0006660233.tif 000003
【図３】
0006660233.tif 000004
【図４Ａ】
0006660233.tif 000005
【図４Ｂ】
0006660233.tif 000006
【図５Ａ】
0006660233.tif 000007
【図５Ｂ】
0006660233.tif 000008
【図６Ａ】
0006660233.tif 000009
【図６Ｂ】
0006660233.tif 000010
【図７Ａ】
0006660233.tif 000011
【図７Ｂ】
0006660233.tif 000012
【図８Ａ】
0006660233.tif 000013
【図８Ｂ】
0006660233.tif 000014
【図９Ａ】
0006660233.tif 000015
【図９Ｂ】
0006660233.tif 000016
【図１０Ａ】
0006660233.tif 000017
【図１０Ｂ】
0006660233.tif 000018