(57)【要約】      （修正有）【課題】設定ゲージが不要でタングステン電極棒の位置を所定の位置にセットでき、アーク長の設定を行う。【解決手段】トーチボディ２と、陰極に接続されるタングステン電極棒３を保持する電極コレット４と、タングステン電極棒３を同心状に支持してタングステン電極棒３の先端部へ向かってシールドガスＧを噴出するガス通路を有する狭窄ノズル５と、陽極に接続される導電性の筒状のアース接続金具７と、アース接続金具７の外周面にタングステン電極棒３の軸線方向へ移動調整自在に螺合され、狭窄ノズル５から突出するタングステン電極棒３の先端部を取り囲む導電性の筒状の電極用ノズル８とを備え、タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面とが同じ位置になる位置を電極用ノズル８の基準位置とし、電極用ノズル８の基準位置からの移動量を表示してアーク長さを設定するためのアーク長表示部を設ける。【選択図】図２
2022000308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーチボディと、トーチボディに着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒を保持すると共に、シールドガスを通す電極コレットと、電極コレットの先端部に設けられ、タングステン電極棒を同心状に支持してタングステン電極棒との間にシールドガスが流れるガス通路を形成すると共に、ガス通路からタングステン電極棒の先端部へ向かってシールドガスを噴出する狭窄ノズルと、トーチボディの先端部に設けられ、アースケーブルを介して陽極に接続される導電性を有する筒状のアース接続金具と、アース接続金具の外周面にタングステン電極棒の軸線方向へ移動調整自在に螺合され、先端部が先窄まり状に形成されていると共に、狭窄ノズルから突出するタングステン電極棒の先端部を取り囲む導電性を有する筒状の電極用ノズルとを備え、前記アース接続金具の外周面に形成した雄ネジのピッチと前記電極用ノズルの内周面に形成されて前記雄ネジに螺合する雌ネジのピッチを同じ所定のピッチに形成すると共に、タングステン電極棒の先端と電極用ノズルの先端面とが同じ位置になる位置を電極用ノズルの基準位置とし、前記アース接続金具の外周面及び電極用ノズルの外周面に、電極用ノズルの基準位置からの移動量を表示してアーク長を設定するためのアーク長表示部を設けたことを特徴とするスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項２】
前記アース接続金具の外周面と電極用ノズルの内周面との間に、電極用ノズルの回転を止める抵抗を与えるＯリングを介設したことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項３】
前記アーク長表示部は、アース接続金具の外周面に設けられ、電極用ノズルの基準位置からの移動量を示す目盛と、電極用ノズルの外周面に設けられ、電極用ノズルを基準位置から回転させたときに前記目盛を指す基準マークとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項４】
前記電極用ノズルは、上下に二分割されており、アース接続金具の外周面にタングステン電極棒の軸線方向へ移動調整自在に螺合された導電性を有する筒状のノズル本体と、ノズル本体の先端部に着脱自在に設けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップとを備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項５】
前記ノズルチップの先端面に、ノズルチップの直径方向に沿って形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成したことを特徴とする請求項４に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項６】
前記ノズルチップの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面を形成したことを特徴とする請求項４に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項７】
前記電極用ノズルに、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がすガス抜き口を形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ステンレス板、鋼板、銅板、アルミ板等の金属板（母材）をスポット溶接（仮付け溶接）するために用いるものであり、特に、非消耗式のタンクズテン電極を備えたＴＩＧ溶接トーチに改良を加えたスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にスポット溶接（仮付け溶接）は、二枚の金属板を仮付けする場合や、金属板の接合箇所にあまり高い接合強度を必要としない場合等に用いられるものであり、スポット溶接（仮付け溶接）を行う際の継手の形状には、重ね継手、突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手等が使用されている。
【０００３】
従来、二枚の金属板を重ねて行うスポット溶接には、抵抗溶接が広く利用されている。即ち、抵抗溶接は、二枚の金属板の溶接する個所を電極で挟み、電極に適当な加圧力を加えて電流を流し、溶接部位をジュール熱によって溶融接着させるものである。
【０００４】
しかし、上述した抵抗溶接は、電気抵抗の少ない銅板やアルミ板等の金属板のスポット溶接（仮付け溶接）に不向きであり、銅板やアルミ板等の金属板のスポット溶接には、出射ユニット（レーザヘッド）からのレーザ光を使用するレーザ溶接、プラズマ溶接トーチ（例えば、特許文献１参照）を使用するプラズマ溶接、ＴＩＧ溶接トーチ（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）を使用するＴＩＧ溶接が用いられている。
【０００５】
しかし、電気抵抗の少ない銅板やアルミ板等の金属板のスポット溶接をレーザ溶接、プラズマ溶接、ＴＩＧ溶接により行う場合には、次のような問題がある。
【０００６】
即ち、スポット溶接する二枚の金属板を必ず加圧密着させなければならない。何故なら、二枚の金属板の間に隙間が生じると、アーク熱が両方の金属板に伝わらず、接合が不完全になるうえ、最悪の場合には、上側の金属板のみが溶けて二枚の金属板を接合できない場合がある。そのため、二枚の金属板を加圧密着させるための押え治具が必要になり、作業性が悪くなる。
【０００７】
また、スポット溶接する金属板に対してレーザ光の出射ユニット、プラズマ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチの高さ（又は位置）をそれぞれ一定に保つ必要がある。何故なら、出射ユニット、プラズマ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチの高さ（又は位置）がばらつくと、入熱密度が一定にならず、不安定な溶け込みとなるからである。そのため、レーザ光の出射ユニット、プラズマ溶接トーチ又はＴＩＧ溶接トーチの高さ（又は位置）を金属板に対して一定に保つための治具が必要になり、作業性が悪くなる。
【０００８】
更に、ＴＩＧ溶接トーチを用いるＴＩＧ溶接で二枚の金属板をスポット溶接による仮付けを行う場合、継手の形状には、突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手、重ね継手等が使用されているが、良好なスポット溶接を行うには、下記の各点に注意する必要がある。
（１）スポット溶接する箇所にアークが確実に移行するように狙い位置を定める。
（２）タングステン電極棒と金属板の距離を一定に保ち、アーク長が一定になるようにする。
（３）タングステン電極棒と金属板との短絡を防止する。
【０００９】
しかし、ＴＩＧ溶接トーチを用いたＴＩＧ溶接においては、スポット溶接の狙い位置を定めたり、アーク長を一定に保ったり、短絡を防止したりするには、作業者の経験が必要になるうえ、技量に個人差があるので、熟練者でなければ良好なスポット溶接を行えないと言う問題がある。
【００１０】
また、タングステン電極棒と金属板が短絡した場合には、タングステン電極棒の先端が消耗し、タングステン電極棒を研磨しなければならず、作業性が極めて悪くなると言う問題がある。
【００１１】
一方、上述した問題を解決するＴＩＧ溶接トーチとしては、本件発明者が先に開発したスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ（国際出願番号：ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０５０３０５）や他社が開発した非消耗式のタングステン電極棒を備えたアークスポット溶接用トーチ（例えば、特許文献４（図３）参照）が知られている。
【００１２】
即ち、前記狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチやアークスポット溶接用トーチは、図示していないが、導電性を有する筒状の電極用ノズルや導電性を有する筒状の支持部材を、トーチの先端部にタングステン電極棒の先端部を取り囲むように取り付け、導電性の電極用ノズルや支持部材を金属板（母材）の溶接すべき箇所に押し付けて接触させることにより、スポット溶接の狙い位置を容易に定めることができるようにする共に、アーク長を一定に保つことができるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開昭６１−１８２６７７号公報
【特許文献２】特許第５６０２９７４号公報
【特許文献３】特許第５８８７４４５号公報
【特許文献４】特開２０１４−１００７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上述した狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチやアークスポット溶接用トーチにおいても、未だ解決すべき問題点が残されている。
【００１５】
即ち、前記狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチやアークスポット溶接用トーチは、溶接電流の大きさによってアーク長を変える必要があるが、この場合には、設定ゲージを使ってタングステン電極棒の先端が導電性の電極用ノズルや支持部材の先端から所定の位置になるように調整しなければならず、タングステン電極棒の位置を所定の位置にセットするのに極めて煩わしい作業を必要とすることになる。
【００１６】
また、タングステン電極棒の位置を所定の位置にセットするのに設定ゲージが必要になるという問題がある。
【００１７】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、溶接電流の大きさによってアーク長を変える場合に、設定ゲージが不要でタングステン電極棒の位置を所定の位置に簡単にセットでき、アーク長の設定をワンタッチで行えるようにしたスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、トーチボディと、トーチボディに着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒を保持すると共に、シールドガスを通す電極コレットと、電極コレットの先端部に設けられ、タングステン電極棒を同心状に支持してタングステン電極棒との間にシールドガスが流れるガス通路を形成すると共に、ガス通路からタングステン電極棒の先端部へ向かってシールドガスを噴出する狭窄ノズルと、トーチボディの先端部に設けられ、アースケーブルを介して陽極に接続される導電性を有する筒状のアース接続金具と、アース接続金具の外周面にタングステン電極棒の軸線方向へ移動調整自在に螺合され、先端部が先窄まり状に形成されていると共に、狭窄ノズルから突出するタングステン電極棒の先端部を取り囲む導電性を有する筒状の電極用ノズルとを備え、前記アース接続金具の外周面に形成した雄ネジのピッチと前記電極用ノズルの内周面に形成されて前記雄ネジに螺合する雌ネジのピッチを同じ所定のピッチに形成すると共に、タングステン電極棒の先端と電極用ノズルの先端面とが同じ位置になる位置を電極用ノズルの基準位置とし、前記アース接続金具の外周面及び電極用ノズルの外周面に、電極用ノズルの基準位置からの移動量を表示してアーク長を設定するためのアーク長表示部を設けたことに特徴がある。
【００１９】
前記アース接続金具の外周面と電極用ノズルの内周面との間に、電極用ノズルの回転を止める抵抗を与えるＯリングを介設することが好ましい。
【００２０】
前記アーク長表示部は、アース接続金具の外周面に設けられ、電極用ノズルの基準位置からの移動量を示す目盛と、電極用ノズルの外周面に設けられ、電極用ノズルを基準位置から回転させたときに前記目盛を指す基準マークとを備えていることが好ましい。
【００２１】
前記電極用ノズルは、上下に二分割されており、アース接続金具の外周面にタングステン電極棒の軸線方向へ移動調整自在に螺合された導電性を有する筒状のノズル本体と、ノズル本体の先端部に着脱自在に設けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップとを備えていることが好ましい。
【００２２】
前記ノズルチップの先端面に、ノズルチップの直径方向に沿って形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成することが好ましい。
【００２３】
前記ノズルチップの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面を形成することが好ましい。
【００２４】
前記電極用ノズルに、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がすガス抜き口を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、スポット溶接する金属板に接触させる電極用ノズルをタングステン電極棒の軸線方向へ移動調整自在に構成すると共に、電極用ノズルの移動量を表示する目盛等のアーク長表示部を備えているため、溶接電流の大きさによってアーク長を変える場合に、電極用ノズルを回転操作してアーク長表示部を見るだけで良く、設定ゲージが不要になってタングステン電極棒の位置を所定の位置に簡単にセットでき、アーク長の設定をワンタッチで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの正面図である。
【図２】同じく狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの縦断正面図である。
【図３】同じく狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの要部の拡大縦断正面図である。
【図４】図３のａ−ａ線断面図である。
【図５】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いる電極コレットの拡大縦断正面図である。
【図６】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いる狭窄ノズルを示し、（Ａ）は狭窄ノズルの拡大正面図、（Ｂ）は狭窄ノズルの拡大縦断正面図、（Ｃ）は狭窄ノズルの拡大横断面図である。
【図７】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いる電極用ノズルの他の例を示し、電流が８０Ａ〜２００Ａ（中電流用及び大電流用）の場合に用いる電極用ノズルの拡大縦断面図である。
【図８】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いる電極用ノズルの更に他の例を示し、角継手のスポット溶接を行う場合に用いるものであり、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図９】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いる電極用ノズルの更に他の例を示し、Ｔ継手のスポット溶接を行う場合に用いるものであり、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルの拡大側面図、（Ｃ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１〜図６は本発明の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を示し、当該狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ステンレス板、鋼板、銅板、アルミ板等の二枚の金属板Ｗ（以下、母材Ｗと言う）をスポット溶接（仮付け溶接）するために用いるものであり、溶接電流の大きさによってアーク長を変える場合に、アーク長の設定をワンタッチで行えるようにしたものである。尚、二枚の母材Ｗをスポット溶接（仮付け溶接）による仮付けを行う場合、継手の形状には、突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手、重ね継手等が使用されている。
【００２９】
前記狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、トーチボディ２と、トーチボディ２に着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒３を保持すると共に、シールドガスＧを通す電極コレット４と、電極コレット４の先端部に設けられ、タングステン電極棒３を同心状に支持してタングステン電極棒３との間にシールドガスＧが流れるガス通路５ｃを形成すると共に、ガス通路５ｃからタングステン電極棒３の先端部へ向かってシールドガスＧを噴出する狭窄ノズル５と、トーチボディ２の先端部に設けられ、アースケーブル６を介して陽極に接続される導電性を有する筒状のアース接続金具７と、アース接続金具７の外周面にタングステン電極棒３の軸線方向（タングステン電極棒３の長手方向）へ移動調整自在に螺合され、先端部が先窄まり状に形成されていると共に、狭窄ノズル５から突出するタングステン電極棒３の先端部を取り囲む導電性を有する筒状の電極用ノズル８とを備えており、アース接続金具７の外周面に形成した雄ネジ７ｂのピッチと電極用ノズル８の内周面に形成されてアース接続金具７の雄ネジ７ｂに螺合する雌ネジ８ｃのピッチを同じ所定のピッチに形成すると共に、タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面とが同じ位置になる位置を電極用ノズル８の基準位置とし、アース接続金具７の外周面及び電極用ノズル８の外周面に、電極用ノズル８の基準位置からの移動量を表示するアーク長表示部９を設け、電極用ノズル８を回転させてアーク長表示部９によりアーク長を設定する構成としたものである。
【００３０】
前記トーチボディ２は、図２に示す如く、先端部側（下端部側）が小径に形成された合成樹脂製（例えば、ＭＣナイロン（登録商標））の筒状の下部トーチボディ２Ａと、先端部（下端部）が下部トーチボディ２Ａの上端面に形成した凹部にＯリング１０を介して嵌合された合成樹脂製（例えば、ＭＣナイロン（登録商標））の筒状の上部トーチボディ２Ｂとを備えており、上部トーチボディ２Ｂの外周面には、絶縁性に優れた合成樹脂製（例えば、ポリカーボネート）の筒状のカバー体１１が嵌合されている。
【００３１】
前記電極コレット４は、図２、図３及び図５に示す如く、筒状の下部トーチボディ２Ａ内に着脱自在に挿着され、基端部内周面（上端部内周面）に雌ネジ４ａを形成した導電性を有する黄銅製（又は銅製）の筒状のノズル取付具４Ａと、筒状の上部トーチボディ２Ｂ内に着脱自在に挿着され、先端部（下端部）に半径方向へ縮拡径自在な小径のコレットチャック部４ｂが形成されていると共に、当該コレットチャック部４ｂの外周面にノズル取付具４Ａの雌ネジ４ａに軸線方向へ移動自在に螺合される雄ネジ４ｃを形成した導電性を有する黄銅製（又は銅製）の筒状の接続コレット４Ｂとを備えており、接続コレット４Ｂの基端部にホース継手１２を介して接続されたガスホース１３から供給されるシールドガスＧが接続コレット４Ｂ内及びノズル取付具４Ａ内を順次流れるようになっている。
【００３２】
この電極コレット４の接続コレット４Ｂの内径及びノズル取付具４Ａの内径は、タングステン電極棒３の外径よりも大径に形成されており、接続コレット４Ｂの内周面とタングステン電極棒３の外周面との間、ノズル取付具４Ａの内周面とタングステン電極棒３の外周面との間には、シールドガスＧが流れる環状通路が形成されている。
【００３３】
また、ノズル取付具４Ａの先端部内周面（下端部内周面）には、狭窄ノズル５が着脱自在に螺合される雌ネジ４ｄが形成され、ノズル取付具４Ａの中間部内周面には、ノズル取付具４Ａの先端部側に向って漸次縮径する第１テーパ面４ｅが形成されている。
【００３４】
更に、接続コレット４Ｂのコレットチャック部４ｂには、図５に示す如く、シールドガスＧが流通可能な複数の割り溝４ｆが形成され、コレットチャック部４ｂの基端部には、割り溝４ｆに連通してコレットチャック部４ｂの縮径を容易にする貫通穴４ｇが形成されている。
【００３５】
更に、接続コレット４Ｂのコレットチャック部４ｂの先端には、図２、図３及び図５に示す如く、ノズル取付具４Ａの第１テーパ面４ｅに係合する第２テーパ面４ｈが形成されている。従って、接続コレット４Ｂのコレットチャック部４ｂをノズル取付具４Ａ内にねじ込んで行くと、接続コレット４Ｂのコレットチャック部４ｂに形成した第２テーパ面４ｈがノズル取付具４Ａの第１テーパ面４ｅに係合し、接続コレット４Ｂのコレットチャック部４ｂが縮径する方向へ締め付けられ、コレットチャック部４ｂの先端部内周面によって電極コレット４に挿通されたタングステン電極棒３を挟持固定する。
【００３６】
このとき、コレットチャック部４ｂの割り溝４ｆの溝幅は、コレットチャック部４ｂが締め付けられることにより狭まっても、シールドガスＧが流通可能な隙間が形成されるような寸法に設定されている。そのため、コレットチャック部４ｂの割り溝４ｆを通過したシールドガスＧは、ノズル取付具４Ａの内周面とタングステン電極棒３の外周面との間に形成された環状通路を通って狭窄ノズル５の内部へ流通できるようになる。また、コレットチャック部４ｂの基端部に割り溝４ｆに連通する貫通穴４ｇを形成しているため、コレットチャック部４ｂが縮径する方向へ簡単且つ容易に締め付けられ易くなり、コレットチャック部４ｂが小さい力でタングステン電極棒３を強固に挟持固定することになる。
【００３７】
そして、電極コレット４の接続コレット４Ｂの上端には、銅板により形成されたＬ字形状のトーチケーブルバー１４が取り付けられており、当該トーチケーブルバー１４には、ケーブル用止めネジ１５を介してトーチケーブル１６の端子１６ａが接続固定されている。このトーチケーブル１６は、電源制御部（図示省略）の陰極端子に接続されている。従って、電極コレット４に挿着されたタングステン電極棒３は、電極コレット４及びトーチケーブルバー１４を介して電源制御部（図示省略）の陰極に接続されることになる。
【００３８】
前記狭窄ノズル５は、タングステン電極棒３の先端部外周に配置されてタングステン電極棒３の先端が突出する状態で且つタングステン電極棒３を同心状に支持し、タングステン電極棒３との間にガス通路５ｃを形成してシールドガスＧをガス通路５ｃからタングステン電極棒３の先端部周囲に高速で噴射させるものである。
【００３９】
即ち、前記狭窄ノズル５は、金属部材（例えば、モリブデンや銅）により筒状体に形成されており、図２〜図４及び図６に示す如く、タングステン電極棒３の先端部周囲にタングステン電極棒３と同心状に配置された筒状の狭窄ノズル本体５ａと、狭窄ノズル本体５ａの内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒３を狭窄ノズル本体５ａの中心位置に保持する狭窄ノズル本体５ａの長手方向に沿う複数の位置決め用突条５ｂと、複数の位置決め用突条５ｂ間に形成され、狭窄ノズル本体５ａの長手方向に平行に延びてシールドガスＧが流れる複数の溝状のガス通路５ｃとを備えており、狭窄ノズル本体５ａの基端部（図３に示す狭窄ノズル本体５ａの上端部）外周面には、ノズル取付具４Ａの先端部内周面に形成した雌ネジ４ｄに着脱自在に螺合される雄ネジ５ｄが形成されている。
【００４０】
また、位置決め用突条５ｂ及び溝状のガス通路５ｃは、図４に示す如く、それぞれ狭窄ノズル本体５ａの内周面に円周方向へ等角度ごとに配置されており、狭窄ノズル本体５ａの先端開口からシールドガスＧをタングステン電極棒３の先端部周囲に均等に流せるようになっている。
【００４１】
前記アース接続金具７は、導電性を有する無酸素銅によりフランジ部７ａを有する筒状に形成されており、下部トーチボディ２Ａの小径部分の外周面に嵌合固定されている。
【００４２】
また、アース接続金具７は、当該アース接続金具７にアースケーブル６の端子６ａを接続するための端子用止め具１７を備えている。この端子用止め具１７は、アース接続金具７のフランジ部７ａにワッシャ１８を介して螺着された小ネジから成る。また、アースケーブル６は、電源制御部（図示省略）の陽極端子に接続されている。尚、この端子用止め具１７は、図示していないが、アース接続金具７に螺着された頭なしネジ及び頭なしネジに螺合するナットから成る端子用止め具としても良い。
【００４３】
更に、アース接続金具７の中間部外周面には、電極用ノズル８が着脱自在に螺合される雄ネジ７ｂが形成され、当該雄ネジ７ｂとアース接続金具７のフランジ部７ａとの間のアース接続金具７の外周面には、電極用ノズル８の回転を止める抵抗を与えるＯリング１９が嵌合されている。
【００４４】
前記電極用ノズル８は、導電性を有する金属材により先端部が先窄まり状の筒状に形成されており、上下に二分割されて先端部側（下端部側）を別の形状のものに交換できるようにし、様々な継手形状（突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手、重ね継手等）に対応できるようにしたものである。
【００４５】
即ち、電極用ノズル８は、図２及び図３に示す如く、上下に二分割されており、アース接続金具７の外周面にタングステン電極棒３の軸線方向へ移動調整自在に螺合され、比較的安価な導電性を有する材料（例えば、黄銅）により形成された筒状のノズル本体８Ａと、ノズル本体８Ａの先端部（下端部）に着脱自在に取り付けられ、先端部（下端部）が先窄まり状に形成されて導電性を有する材料（例えば、クロム銅や無酸素銅）により形成された筒状のノズルチップ８Ｂとを備えている。
【００４６】
また、ノズル本体８Ａとノズルチップ８Ｂは、ノズル本体８Ａの先端部内周面に形成した雌ネジ８ａとノズルチップ８Ｂの基端部外周面に形成されて前記雌ネジ８ａに螺合される雄ネジ８ｂとによって着脱自在となっており、ノズルチップ８Ｂを別形状のノズルチップ８Ｂに交換できるようになっている。
【００４７】
更に、ノズル本体８Ａは、ノズルチップ８Ｂよりも大径に形成されており、ノズル本体８Ａの基端部内周面には、アース接続金具７の外周面に形成した雄ネジ７ｂに着脱自在に螺合される雌ネジ８ｃが形成されている。アース接続金具７の外周面に形成した雄ネジ７ｂのピッチとノズル本体８Ａの基端部内周面に形成した雌ネジ８ｃのピッチは、同じ所定のピッチに形成されている。本実施形態では、アース接続金具７の雄ネジ７ｂのピッチと当該雄ネジ７ｂに螺合するノズル本体８Ａの雌ネジ８ｃのピッチは、１．０ｍｍに設定されており、電極用ノズル８が１回転すると、電極用ノズル８がタングステン電極棒３の軸線方向へ１．０ｍｍ移動するようになっている。
【００４８】
更に、ノズル本体８Ａの先端部周壁には、円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル８内のシールドガスＧを溶融プールより発生する金属蒸気と一緒に外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口８ｄが形成されている。この穴状のガス抜き口８ｄの数、形状及び大きさ数等は、電極用ノズル８内のシールドガスＧを外部へ逃がして電極用ノズル８内のシールドガスＧの乱流を防止でき、且つ電極用ノズル８内の溶融プールより発生する金属蒸気を外部へ良好且つ確実に排出できるように設定されている。本実施形態では、ノズル本体８Ａには、穴状のガス抜き口８ｄが円周方向へ沿って９０度毎に四つ形成されている。
【００４９】
更に、ノズルチップ８Ｂは、ノズル本体８Ａよりも小径に形成されており、ノズル径（ノズルチップ８Ｂの先端開口の内径）は、溶接電流の大きさによって所定の内径に形成されている。例えば、溶接電流が小電流（約１０Ａ〜８０Ａ）の場合には、ノズル径は、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ又は２．０ｍｍに設定され、溶接電流が中電流〜大電流（約８０Ａ〜２００Ａ）の場合には、ノズル径は、３．０ｍｍ、４．０ｍｍ又は５．０ｍｍに設定されている。
【００５０】
そして、電極用ノズル８は、アース接続金具７の外周面に取り付けたときに、狭窄ノズル５の先端から突出するタングステン電極棒３の先端部と同心状に配置されると共に、狭窄ノズル５の先端から突出するタングステン電極棒３の先端部を取り囲むようになっている。
【００５１】
また、電極用ノズル８は、アース接続金具７の外周面に取り付けたときに、アース接続金具７の外周面と電極用ノズル８のノズル本体８Ａの内周面との間に介設したＯリング１９により電極用ノズル８に抵抗が与えられており、電極用ノズル８が不用意に回転してタングステン電極棒３の軸線方向へ移動するのが抑制されている。
【００５２】
更に、電極用ノズル８は、タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面とが同じ位置になる位置を電極用ノズル８の基準位置としており、アース接続金具７の外周面及び電極用ノズル８の外周面には、電極用ノズル８の基準位置からの移動量を表示するアーク長表示部９が設けられ、電極用ノズル８を回転させてアーク長表示部９によりアーク長を設定できるようになっている。
【００５３】
前記アーク長表示部９は、アース接続金具７の外周面に設けられ、電極用ノズル８の基準位置からの移動量を示す目盛９ａと、電極用ノズル８の外周面に設けられ、電極用ノズル８を回転させたときに前記目盛９ａを指す基準マーク９ｂとを備えており、目盛９ａと基準マーク９ｂにより電極用ノズル８の基準位置からの移動量を表示してアーク長を設定できるようになっている。
【００５４】
前記目盛９ａは、図１に示す如く、アース接続金具７の外周面に全周に亘って設けられており、目盛９ａを印刷したシート又はシールをアース接続金具７の外周面に貼り付けることにより形成されている。本実施形態では、目盛９ａは、十本の太線と十本の細線を交互に設けてアース接続金具７の外周面を二十等分しており、太線一目盛９ａで電極用ノズル８がタングステン電極棒３の軸線方向へ０．１ｍｍだけ移動することを表している。尚、目盛９ａは、アース接続金具７の外周面に直接形成するようにしても良い。
【００５５】
前記基準マーク９ｂは、三角形の黒いマークを印刷したシート又はシールを電極用ノズル８のノズル本体８Ａの外周面に貼り付けることにより形成されている。本実施形態では、電極用ノズル８が基準位置（タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面とが同じ位置になる位置）のときに、基準マーク９ｂが目盛９ａの零の位置（零の位置を表示する太線）を指すように設定されている。尚、基準マーク９ｂは、ノズル本体８Ａの外周面に直接形成するようにしても良い。
【００５６】
尚、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチのトーチボディ２の外周面には、図１に示す如く、トーチスイッチ２０が設けられており、このトーチスイッチ２０はスイッチケーブル（図示省略）を介して電源制御部（図示省略）に接続されている。
【００５７】
また、電源制御部（図示省略）は、トーチスイッチ２０の操作に従って狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１にシールドガスＧを供給すると共に、シールドガスＧの流れが安定してから電圧を所定時間印加してアーク（アークプラズマ）を発生させるように制御されている。また、スポット溶接する際の電流値や時間は、母材Ｗの材質や板厚等によって決定されている。
【００５８】
更に、電極用ノズル８のノズル径（ノズルチップ８Ｂの先端開口の内径）は、溶接電流の大きさに応じて決められおり、溶接電流、電極用ノズル８のノズル径を変えることによって、溶融プールの大きさ（外径）を調整できるようになっている。
【００５９】
図７は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に用いられる電極用ノズル８の他の例を示し、当該電極用ノズル８７は、溶接電流が中電流〜大電流（約８０Ａ〜２００Ａ）の場合に用いるものであり、アース接続金具７に取り付けられ、導電性を有する材料（例えば、黄銅）により筒状に形成されたノズル本体８Ａと、ノズル本体８Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成されて導電性を有する材料（例えば、クロム銅や無酸素銅）により形成された筒状のノズルチップ８Ｂとを備え、ノズルチップ８Ｂのみを別の形状のノズルチップ８Ｂに交換したものである。
【００６０】
即ち、前記ノズルチップ８Ｂは、図７に示す如く、その先端開口の内径を図２及び図３に示すノズルチップ８Ｂの先端開口の内径よりも大きくしたものであり、その他の部分の形状及び構造は、図２及び図３に示すノズルチップ８Ｂと同様の形状及び構造に形成されている。本実施形態では、ノズルチップ８Ｂの先端開口の内径を３．０ｍｍ、４．０ｍｍ又は５．０ｍｍに設定している。尚、図７に示すノズル本体８Ａは、図２及び図３に示すノズル本体８Ａと同じものであり、同じ部位・部材には、同一の参照番号を付している。
【００６１】
図８は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズル８の更に他の例を示し、当該電極用ノズル８は、角継手のスポット溶接に用いられるものであり、アース接続金具７に取り付けられ、導電性を有する材料（例えば、黄銅）により筒状に形成されたノズル本体８Ａと、ノズル本体８Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成されて導電性を有する材料（例えば、クロム銅や無酸素銅）により形成された筒状のノズルチップ８Ｂとを備え、ノズルチップ８Ｂのみを別の形状のノズルチップ８Ｂに交換したものである。
【００６２】
即ち、前記ノズルチップ８Ｂは、図８に示す如く、ノズルチップ８Ｂの先端面に角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝８ｅをノズルチップ８Ｂの直径方向に沿って形成したものであり、その他の部分の形状及び構造は、図２及び図３に示すノズルチップ８Ｂと同様の形状及び構造に形成されている。尚、図８に示すノズル本体８Ａは、図２及び図３に示すノズル本体８Ａと同じものであり、同じ部位・部材には、同一の参照番号を付している。
【００６３】
図９は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズル８の更に他の例を示し、当該電極用ノズル８は、Ｔ継手の隅部のスポット溶接に用いられるものであり、アース接続金具７に取り付けられ、導電性を有する材料（例えば、黄銅）により筒状に形成されたノズル本体８Ａと、ノズル本体８Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成されて導電性を有する材料（例えば、クロム銅や無酸素銅）により形成された筒状のノズルチップ８Ｂとを備え、ノズルチップ８Ｂのみを別の形状のノズルチップ８Ｂに交換したものである。
【００６４】
即ち、前記ノズルチップ８Ｂは、図９に示す如く、ノズルチップ８Ｂの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面８ｆを形成したものであり、その他の部分の形状及び構造は、図２及び図３に示すノズルチップ８Ｂと同様の形状及び構造に形成されている。尚、図９に示すノズル本体８Ａは、図２及び図３に示すノズル本体８Ａと同じものであり、同じ部位・部材には、同一の参照番号を付している。
【００６５】
而して、図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチを用いて突き合せた二枚の母材Ｗをスポット溶接する場合について説明する。
【００６６】
先ず、溶接電流の大きさに応じてタングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面との距離（アーク長）を設定する。
【００６７】
即ち、電極用ノズル８を基準位置（タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面とが同じ位置になる位置）にしてアーク長表示部９の基準マーク９ｂを目盛９ａの零の位置（零の位置を表示する太線）に合わせた後、溶接電流の大きさに応じて電極用ノズル８を回転させ、電極用ノズル８をタングステン電極棒３の軸線方向へ移動させてアーク長表示部９によりアーク長（タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端面との距離）を所定の値（例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ）に設定する。
【００６８】
アーク長を所定の値に設定したら、電極用ノズル８の先端面を二枚の突き合せた母材Ｗのスポット溶接する箇所に面接触状態で当接させる。
【００６９】
このとき、溶接電流、シールドガスＧの流量、シールドガスＧの種類、溶接時間等の溶接条件は、母材Ｗの材質や板厚等に応じて最適の条件下に設定されている。また、タングステン電極棒３を陰極とし、電極用ノズル８を陽極としている。そのため、母材Ｗの電極用ノズル８が接触する位置がアースとなる。
【００７０】
電極用ノズル８を母材Ｗに当接させたら、トーチスイッチ２０を押す。そうすると、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１にシールドガスＧが供給されると共に、シールドガスＧの流れが安定してからタングステン電極棒３と母材Ｗとの間に電圧が印加される。そうすると、シールドガスＧの雰囲気中でタングステン電極棒３の先端と母材Ｗとの間にアーク（アークプラズマ）が所定時間発生する。これにより、母材Ｗの一部が溶融し、母材Ｗにスポット溶接が行われる。
【００７１】
尚、ガスホース１３から狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに供給されたシールドガスＧは、電極コレット４内を流下し、狭窄ノズル５のガス通路５ｃ内に流入する。
【００７２】
ガス通路５ｃに流入したシールドガスＧは、その速度を増して高速ガスとなり、狭窄ノズル５の先端開口からアークの周囲に直線状に噴出される。
【００７３】
尚、狭窄ノズル５から噴出されたシールドガスＧは、タングステン電極棒３の先端部周囲に流れて電極用ノズル８内の空間に流入した後、電極用ノズル８のノズル本体８Ａに形成した穴状のガス抜き口８ｄから外部へ放出される。
【００７４】
上述した狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル８をタングステン電極棒３の軸線方向へ移動調整自在とすると共に、電極用ノズル８の移動量を表示する目盛９ａ等のアーク長表示部９を備えているため、溶接電流の大きさによってアーク長を変える場合に、電極用ノズル８を回転操作してアーク長表示部９を見るだけで良く、設定ゲージが不要になってタングステン電極棒３の位置を所定の位置に簡単にセットでき、アーク長の設定をワンタッチで行うことができる。
【００７５】
また、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル８を筒状のノズル本体８Ａと筒状のノズルチップ８Ｂとに上下に二分割し、ノズルチップ８Ｂをノズル本体８Ａに対して着脱自在としているため、ノズルチップ８Ｂのみを別の形状のものに交換することができ、様々な継手形状に対応することができる。例えば、ノズルチップ８Ｂを角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝８ｅを形成した図８に示すノズルチップ８ＢやＴ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面８ｆを形成した図９に示すノズルチップ８Ｂに交換することによって、角継手やＴ継手のスポット溶接を確実且つ容易に行うことができる。
【００７６】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、アース接続金具７にアースケーブル６を接続しているため、電極用ノズル８を交換したり、或いは、ノズルチップ８Ｂのみを交換したりする場合でも、アースケーブル６の脱着操作が不要となる。
【００７７】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ノズル本体８Ａとノズルチップ８Ｂとを導電性を有する別の材料、例えば、ノズル本体８Ａを比較的安価な黄銅製とすると共に、ノズルチップ８Ｂをクロム銅製や無酸素銅製としているため、電極用ノズル８全体を銅製としたものに比較してコスト低減を図れる。
【００７８】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒３を陰極とすると共に、電極用ノズル８を陽極としているため、電極用ノズル８の先窄まり状の先端を母材Ｗに接触させた状態でスポット溶接（仮付け溶接）を行うことができ、スポット溶接の狙い位置を容易に定めることができる。
【００７９】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒３の先端と電極用ノズル８の先端との距離が一定になっているため、アーク長を一定に保つことができる。
【００８０】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒３の先端が電極用ノズル８で覆われているため、タングステン電極棒３と母材Ｗの短絡現象を無くすことができると共に、溶接時にアークやシールドガスＧが風の影響を受けることがなく、また、アーク光が外部へ漏れるのを最小限に留めることができ、作業員がアークからの強烈な光を直視したり、目や皮膚に有害な紫外線や赤外線を浴びたりすると云うことがなく、安全に溶接作業を行うことができる。しかも、電極用ノズル８内にシールドガスＧが流れているため、酸素によるタングステン電極棒３の酸化を防止することができる。
【００８１】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒３を同心状に支持してタングステン電極棒３の周囲にシールドガスＧを高速で流す狭窄ノズル５を備えているため、タングステン電極棒３の交換時にタングステン電極棒３を所定の位置に正確且つ確実にセットすることができる。
【００８２】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル８に、電極用ノズル８内のシールドガスＧを外部へ逃がす穴状のガス抜き口８ｄを形成しているため、電極用ノズル８内のガス乱流を防止することができると共に、溶融プールより発生する金属蒸気をシールドガスＧと一緒にスリット形状の溝状のガス抜き口８ｄから外部へ排出することができる。その結果、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、金属蒸気の溶融金属への再付着・混入を防止できて高品質なスポット溶接を行え、また、金属蒸気がタングステン電極棒３の先端部に付着するのを防止できてタングステン電極棒３の長寿命化を図ることができる。
【００８３】
このように、上述した狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、上述した作用効果を奏することができるため、初心者であっても、技術習得が簡単且つ容易にできて良好なスポット溶接（仮付け溶接）を行うことができるうえ、作業性の向上、溶接品質の向上、生産性の向上を図ることができる。
【００８４】
尚、上記の各実施形態においては、電極用ノズル８を上下に二分割して筒状のノズル本体８Ａと筒状のノズルチップ８Ｂとから形成したが、他の実施形態においては、電極用ノズル８のノズル本体８Ａとノズルチップ８Ｂとを一体的に形成しても良い。
【００８５】
また、上記の各実施形態においては、アース接続金具７の外周面に電極用ノズル８の基準位置からの移動量を示す目盛９ａを設け、電極用ノズル８の外周面に電極用ノズル８の回転させたときに前記目盛９ａを指す基準マーク９ｂを設けたが、他の実施形態においては、電極用ノズル８の外周面に目盛９ａを設け、アース接続金具７の外周面に基準マーク９ｂを設けても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ
２はトーチボディ
３はタングステン電極棒
４は電極コレット
５は狭窄ノズル
５ｃはガス通路
７はアース接続金具
７ｂは雄ネジ
８は電極用ノズル
８Ａはノズル本体
８Ｂはノズルチップ
８ｃは雌ネジ
８ｄはガス抜き口
８ｅは位置決め溝
８ｆは位置決め面
９はアーク長表示部
９ａは目盛
９ｂは基準マーク
１９はＯリング
Ｇはシールドガス
【図１】
2022000308.tif 000003
【図２】
2022000308.tif 000004
【図３】
2022000308.tif 000005
【図４】
2022000308.tif 000006
【図５】
2022000308.tif 000007
【図６】
2022000308.tif 000008
【図７】
2022000308.tif 000009
【図８】
2022000308.tif 000010
【図９】
2022000308.tif 000011