(57)【要約】【課題】チップ温度上昇によるアーク不安定の改善と、ノズル着脱容易による操作性の改善と、冷却水漏れ防止による溶接欠陥防止を行う。【解決手段】溶接用トーチの冷却水経路をトーチ本体根元部からトーチ本体の先端部へ通過させてチップの温度上昇を防ぐトーチ構造や、冷却水循環経路の間にノズル軸線と平行な軸線にソケット、プラグを設けノズルの着脱操作を容易にすると共に、冷却水がノズル内へ付着し難くした溶接用トーチ構造をとる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に溶接ワイヤと溶接ワイヤをガイドするインナチューブとシールドガスと冷却水を通すトーチ本体と、前記トーチ本体を内部に通す穴を設けたインシュレータと、内部に冷却水の通路を有し前記インシュレータに嵌め合すアダプタと、前記トーチ本体を内部に通す穴と前記シールドガスを通す穴を設けたオリフィスと、内部に冷却水の通路を有し前記アダプタと着脱自在に接続するノズルを備え、前記トーチ本体にインシュレータの穴よりも大きな径のインシュレータ止め部を設け、前記インシュレータとインシュレータ止め部との間で前記アダプタを保持する止め部を設け、溶接チップを着脱自在に接続するチップアダプタを前記トーチ本体の先端部に接続するとともに、前記止め部と前記チップアダプタで前記オリフィスを挟む溶接用トーチ。
【請求項２】
前記トーチ本体の冷却水経路をガス噴き出し口までのガス経路の外側からトーチ先端部まで配置した前記請求項１の溶接用トーチ。
【請求項３】
止め部として内部にネジを設けたナットを用い、前記ナットを螺合するネジ部分をトーチ本体に設けた請求項１、２記載の溶接用トーチ。
【請求項４】
アダプタに止水手段を設けた請求項１、２、３記載の溶接用トーチ。
【請求項５】
前記ノズルに前記冷却水を循環させるノズル給水管とノズル排水管を同心上に配置してプラグとして構成し、前記プラグは前記ノズルの根元部の外側に前記ノズルの軸線と平行となる軸線上に設け、前記ノズルの根元側同軸上に設けた水筒金具には、前記プラグと同軸上のソケットが装備され、前記水筒金具から供給される前記冷却水は前記ソケットを介して前記ノズル給水管に送水され、前記ソケット内部には前記ノズルの着脱に連動し、ばねに押圧された弁を設け、前記ノズルを前記水筒金具より脱却すると前記ばねの押圧により前記弁が前記ソケットの先端部を塞ぎ、前記水筒金具から供給される前記冷却水は前記ソケット内を循環して前記水筒金具に排水されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の溶接用トーチ。
【請求項６】
ソケット内部に断面形状がほぼＴ字状で根元側大径部はばねにより押圧され先端小径部は冷却水の通路となる中空部を備えた第１の弁と、前記第１の弁の先端小径部の外径よりやや大となる内径を有するほぼ円筒状で外面に前記冷却水の通路を備えた第２の弁を備え、プラグの先端に当たる前記ソケット側の外径は前記第１の弁の先端小径部の外径とほぼ同一で、前記プラグの根元部の外径は前記ソケットの先端口の内径よりやや小となり、ノズルの着脱により前記第１の弁の先端小径部と前記プラグの先端部が前記第２の弁の内面を摺動する請求項５記載の溶接用トーチ。
【請求項７】
ソケットと第２の弁の隙間から冷却水が漏れるのを防止するＯリングと、第１の弁と第２の弁の隙間から冷却水が漏れるのを防止するＯリングが、水筒金具とソケットの間に設けた冷却水の循環口に接触しない構造とする請求項６記載の溶接用トーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接作業に使用される溶接用トーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、溶接作業の高使用率、高能率化が求められ、溶接トーチにおいては、チップ長寿命化を図るための材質、構造改善が行われ、長時間溶接する為にスパッタの付着し難いノズル材質、表面処理等が行われている。また、トーチの水冷が行われている。
【０００３】
従来の溶接用トーチを図５に示し、内部に溶接ワイヤ１と溶接ワイヤをガイドするインナチューブ２とシールドガス３と冷却水４を通すトーチ本体５と、前記トーチ本体５を内部に通す穴を設けたインシュレータ６と、内部に冷却水の通路を有し前記インシュレータ６に嵌め合すアダプター７と、前記トーチ本体５を内部に通す穴と前記シールドガス３を通す穴を設け、さらに、内部にネジを設けてたオリフィス８と、内部に冷却水の通路を有し前記アダプタ７と着脱自在に接続するノズル９を備え、前記トーチ本体５にインシュレータの穴よりも大きな径のオリフィス８で止め、前記インシュレータ６とオリフィス８との間で前記アダプター７を保持し、溶接チップ１１を着脱自在に接続するチップアダプタ１２を前記トーチ本体５の先端部に接続した溶接用トーチである。
【０００４】
また、ノズル回転機構近傍にレイキャク機構を設けたもの（特許文献１参照）や、水経路着脱循環を行ったもの（特許文献２参照）もある。
【０００５】
図５は上記従来の溶接用トーチを示しており、冷却水経路はトーチ本体根元部から中間部のアダプタ７内を抜けノズル９の先端部を冷却したのち中間部のアダプタ７内に戻りトーチ本体根元に返る。特許文献同様の経路とななっている。
【０００６】
また、アダプタ７及びインシュレータ６はトーチ本体５とオリフィス８によって止められている。
【０００７】
なお、図６、図７に図５におけるＤ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面を示し、シールドガス３、冷却水４の経路及び、配置を示している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２８５８６号公報（請求項６、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−１３５５６５号公報（請求項１〜６、第１、３図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の溶接用トーチは、トーチ本体５の根元部から中間部のアダプタ７内を抜け、ノズル１２へと冷却する構造で、チップ１１から離れた位置を冷却している為、高温硬度の低い銅、もしくは銅合金のチップを使用すると長時間連続溶接、高電流溶接を行った場合、溶接熱、複射熱により、チップ１１の温度が高温になり、酸化、軟化して、ワイヤとの通電性を損ないアーク不安定になって溶接できないという課題を有していた。
【００１０】
また、オリフィス８でアダプタ７をネジ止めしている為、溶接した時のスパッタによってオリフィス８が消耗すると、交換する際にアダプタ７及びインシュレータ６の止めが開放され冷却水が漏れ、冷却水除去交換に手間を要した。
【００１１】
また、オリフィス８の全長が短いため多くのスパッタが付着するとノズル９とトーチ本体５とで短絡する場合があった。
【００１２】
さらに、トーチ本体、ノズルをそれぞれ冷却すると水経路が増え、構造大、各部の着脱困難さを招き、水による溶接欠陥（ブローホール等）を生じることから本発明は、これらの課題を解決する溶接用トーチを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶接用トーチは、上記課題を解決するために、内部に溶接ワイヤと溶接ワイヤをガイドするインナチューブとシールドガスと冷却水を通すトーチ本体と、前記トーチ本体を内部に通す穴を設けたインシュレータと、内部に冷却水の通路を有し前記インシュレータに嵌め合すアダプタと、前記トーチ本体を内部に通す穴と前記シールドガスを通す穴を設けたオリフィスと、内部に冷却水の通路を有し前記アダプタと着脱自在に接続するノズルを備え、前記トーチ本体にインシュレータの穴よりも大きな径のインシュレータ止め部を設け、前記インシュレータとインシュレータ止め部との間で前記アダプタを保持する止め部を設け、溶接チップを着脱自在に接続するチップアダプタを前記トーチ本体の先端部に接続するとともに、前記止め部と前記チップアダプタで前記オリフィスを挟む溶接用トーチに構成することにより冷却水をトーチ本体の根元部からトーチ本体先端部まで冷却した後、アダプタ内を抜けノズルの先端で冷却循環させ、逆の順番でトーチ本体根元部に戻す。
【００１４】
また、前記ノズルに前記冷却水を循環させるノズル給水管とノズル排水管を同心上に配置してプラグとして構成し、前記プラグは前記ノズルの根元部の外側に前記ノズルの軸線と平行となる軸線上に設け、前記ノズルの根元側同軸上に設けたアダプタ水筒金具には、前記プラグと同軸上のソケットが装備され、前記水筒金具から供給される前記冷却水は前記ソケットを介して前記ノズル給水管に送水され、前記ソケット内部には前記ノズルの着脱に連動し、ばねに押圧された弁を設け、前記ノズルを前記アダプタ水筒金具より脱却すると前記ばねの押圧により前記弁が前記ソケットの先端部を塞ぎ、前記アダプタ水筒金具から供給される前記冷却水は前記ソケット内を循環して前記アダプタ水筒金具に排水される構造を設けた。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１において、１は溶接を行う為の内部を通過する溶接ワイヤ、２は溶接ワイヤをガイドするＳＵＳ、銅、銅合金、樹脂等からなるコイル又はチューブ状のインナチューブ、３は溶接時シールドするためのアルゴンまたは炭酸ガス等のガス、３ａはガス噴き出し口、４はノズル及びトーチ本体を冷却する冷却水、５は内部にシールドガス、溶接用ワイヤをガイドする為の真鍮、銅、銅合金からなるトーチ本体、６は前記トーチ本体５を内部に通す穴を設けた絶縁物で出来たインシュレータ、７は内部に冷却水の通路を有し前記インシュレータ６に嵌め合す金属からなるアダプタ、８は前記トーチ本体５を内部に通す穴と前記シールドガス３を通す穴を設けた絶縁物からなるオリフィス、９は内部に冷却水の通路を有し前記アダプタ７と着脱自在に接続する銅、銅合金からなるノズル、６ａは前記トーチ本体５にインシュレータ６の穴よりも大きな径のインシュレータ止め部、１０は前記インシュレータ６とインシュレータ止め部６ａとの間で前記アダプタ７を保持する絶縁物で出来た止め部、１９〜２１、はインシュレータ６に配備したＯリング、１１は溶接用ワイヤをガイドし給電する銅、銅合金で出来た溶接チップ、１２は溶接チップ１１を着脱自在に接続する銅、銅合金で出来たチップアダプタ１２で、前記トーチ本体５の先端部に接続するとともに、前記止め部１０との間で前記オリフィス８を挟む様にした溶接用トーチに構成することにより、冷却水は前記トーチ本体５の根元部から中間部のアダプタ７を抜け、ノズル９先端を循環させた後、逆の順番でトーチ本体根元部に戻す溶接用トーチの構造にしている。
【００１７】
なお、図２、図３、図４に図１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を示し、シールドガス３、冷却水４の経路及び、配置を示す。
【００１８】
また前記チップアダプタ１２又はトーチ本体５の先端部にＯリングを設けて冷却水経路をチップアダプタ内に循環した溶接用トーチ構造を示す。
【００１９】
さらに、前記ノズル９の着脱容易にさせる下記の溶接用トーチ構造を示す。
【００２０】
１３は前記ノズル９に前記冷却水を循環させる金属で出来たノズル給水管、１４は金属で出来たノズル排水管、１５ｃは前記ノズル９の同心上に配置した金属で出来たプラグであり、前記ノズル９の根元部の外側に前記ノズル９の軸線と平行となる軸線上に設け、また、１５は前記ノズル９の根元側同軸上に設けた金属で出来たアダプタ水筒金具１５であり、前記プラグ１５ｃと同軸上のソケット１５ｄが装備され、前記アダプタ水筒金具１５から供給される前記冷却水４を前記ソケット１５ｄを介して前記ノズル給水管１３に送水される、１５ｂは前記ソケット１５ｄ内部の前記ノズル９の着脱に連動して、ばね１５ａに押圧された金属で出来た弁であり、前記ノズル９を前記アダプタ水筒金具１５より脱却すると前記ばね１５ａの押圧により前記弁１５ｂが前記ソケット１５ｄの先端部を塞ぎ、前記アダプタ水筒金具１５から供給される前記冷却水４は前記ソケット１５ｄ内を循環して前記アダプタ水筒金具１５に排水される、１６〜１８はＯリングをそれぞれに配備したトーチ構造を示す。
冷却水を前記トーチ本体５の根元部から先端部を冷却させることで、溶接中のチップの温度は下がり（溶接電流５００ＡでＭＩＧ溶接を行った場合チップ取付け部温度は４７０ｄｅｇから１８０ｄｅｇ）、従来のようなチップ温度が高温になって、酸化、軟化することはない。
【００２１】
そして、スパッタの付着も少なると共に、ワイヤとの安定した通電性を確保できる。この為、安価な銅、銅合金かららなるチップでの長時間溶接、高使用率溶接が行える。また、冷却水経路を前記ノズル９の軸と平行になる位置にプラグとソケットを平行軸上に設けることにより、ノズル９の着脱を容易にすると共に、ノズル９を外した際には冷却水はすぐに止まり、ノズル内に冷却水が付着しなことから、溶接におけるブローホール等の欠陥が無く、良品質の溶接を行うことができる。
【００２２】
そして、アダプタ７とインシュレータ６を止め部１０でネジ止めする為、オリフィスが消耗しても、交換時にアダプタ７とインシュレータが開放することが無いので、手間が掛からない。さらにオリフィス８の全長をトーチ本体先端部まで長くしているのでスパッタによる短絡はなくなる。
【００２３】
さらに、従来と同様に冷却水経路を一連で行うことからトーチ形状は小さく出来るその効果は大きい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明溶接用トーチによれば、良好な溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接用トーチの実施の形態における断面図
【図２】本発明の溶接用トーチの実施の形態におけるＡ−Ａ断面図
【図３】本発明の溶接用トーチの実施の形態におけるＢ−Ｂ断面図
【図４】本発明の溶接用トーチの実施の形態におけるＣ−Ｃ断面図
【図５】従来の溶接用トーチの断面図
【図６】従来の溶接用トーチのＤ−Ｄ断面図
【図７】従来の溶接用トーチのＥ−Ｅ断面図
【符号の説明】
１  溶接ワイヤ
２  インナチューブ
３  シールドガス
３ａ  ガス噴き出し口
４  冷却水
５  トーチ本体
６  インシュレータ
６ａ  インシュレータ止め部
７  アダプタ
８  オリフィス
９  ノズル
１０  止め部
１１  チップ
１２  チップアダプタ
１３  給水管
１４  排水管
１５  アダプタ水筒カナグ
１５ａ  ばね
１５ｂ  弁
１５ｃプラグ
１５ｄ  ソケット
１６    Ｏリング
１７    Ｏリング
１８    Ｏリング
１９    Ｏリング
２０    Ｏリング
２１    Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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