(57)【要約】【課題】溶接ノズルに付着したスパッタを奇麗に除去できるとともに、省スペースで設置できるノズルクリーナを提供すること。【解決手段】ノズルクリーナ１０は、ガスアーク溶接用の溶接ノズル２の内周面３ａに付着したスパッタを除去する。クリーナ１０は、カッタ５２を保持して回転駆動させる駆動機構、カッタ５２の連通孔５６と連通して、スパッタＳを吸引可能な吸引機構４１、及び、案内機構２３を備える。カッタ５２は、ノズル内周面３ａ側に挿入されて回転することにより、スパッタＳを剥離する刃部５５と、連通孔５６と、を有する。案内機構２３は、ノズル２側に配置された挿入側案内部３４と、スパッタ除去位置Ｐまで移動するノズル２をカッタ５２に対して芯合せ可能に、挿入時の挿入側案内部３４を案内移動可能な案内孔３５ａを有した受け入れ側案内部３５と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスアーク溶接用の溶接ノズルの内周面に付着したスパッタを除去するノズルクリーナであって、
スパッタ除去位置までの前記ノズルの軸方向に沿う前記ノズル先端側方向への移動により、前記ノズルの内周面側に挿入される刃部を、先端側に配置させて、回転することにより、前記刃部により、前記ノズル内周面側の前記スパッタを剥離可能とし、かつ、先端側の刃部側から元部側に連通する連通孔を有したカッタと、
該カッタを、回転駆動可能に保持する駆動機構と、
前記カッタの連通孔と連通して、剥離された前記スパッタを吸引可能な吸引機構と、
スパッタ除去位置までの前記ノズルの移動時に、前記カッタの刃部を前記ノズルの内周面側に挿入可能に、前記ノズルを前記カッタに対して芯合せさせる案内機構と、
を備え、
前記案内機構が、前記ノズル側に配置された挿入側案内部と、前記ノズルを前記カッタに対して芯合せ可能に、挿入時の前記挿入側案内部を案内移動可能な案内孔を有した受け入れ側案内部と、を備えて構成されていることを特徴とするノズルクリーナ。
【請求項２】
前記案内機構が、
前記受け入れ側案内部を備えて、前記受け入れ側案内部に前記挿入側案内部を挿入させて案内移動した状態で、スパッタ除去位置まで前記ノズルとともに移動可能な移動板と、
該移動板を、初期位置から、前記ノズルのスパッタ除去位置まで、移動可能に案内する案内ロッドと、
前記移動板を前記初期位置側へ付勢する付勢手段と、
スパッタ除去位置までの前記ノズルの移動時、移動する前記移動板に押されて前記駆動機構と前記吸引機構とを作動させるリミットスイッチと、
を備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のノズルクリーナ。
【請求項３】
前記カッタの元部側に、内周側を前記連通孔と連通させてスパッタ吸引流路を形成し、前記カッタ刃部から離れた側の端部を開口させた筒部が配設され、
該筒部に、内外周を貫通するとともに、内周側にかけて、前記開口端部側に向かうように傾斜した貫通孔が配設され、
前記吸引機構が、
前記筒部における前記貫通孔の配設部位の外周側にエアを供給するエア供給部と、
前記スパッタ吸引流路と、
前記スパッタ吸引流路における筒部の開口端部側に連結されるスパッタ排出路と、
該スパッタ排出路に連結されて前記スパッタを貯溜可能な貯溜部と、
を備えて構成されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のノズルクリーナ。
【請求項４】
前記案内機構の挿入側案内部が、前記ノズル先端の外周縁に配設され、
前記案内機構の受け入れ側案内部が、前記ノズル挿入方向先端側の内周面に、先狭まりのテーパ面を有して、内周面側を前記案内孔とした筒状に形成され、先端側に、内外周を貫通して端面まで延びるスリットを配設させて、構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のノズルクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスアーク溶接に使用する溶接ノズルに付着したスパッタを除去するノズルクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスアーク溶接に使用する溶接ノズルに付着したスパッタを除去するノズルクリーナとしては、溶接ノズル内にブラシを挿入させて、ブラシの回転によりスパッタを除去するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、溶接ノズル内にカッタを挿入させて、スパッタを剥離した後、別場所で、ノズル内のスパッタを吸引除去するものもあった（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２５０４５号公報
【特許文献２】特開平６−１８２５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のノズルクリーナでは、ノズルの内周側にスパッタが残る場合があり、スパッタの完全な除去には、不十分であった。
【０００５】
また、特許文献２に記載のノズルクリーナでは、スパッタを吸引できる機構を備えていることから、スパッタを奇麗に除去できる点で、好ましいものの、カッタでスパッタを剥離させた位置から、ノズルを水平方向に移動させて、スパッタの剥離位置から離れた位置で、ノズル内のスパッタを吸引していることから、ノズルクリーナが嵩張って、大きな設置スペースが必要となっていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、溶接ノズルに付着したスパッタを奇麗に除去できるとともに、省スペースで設置できるノズルクリーナ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】
本発明に係るノズルクリーナは、ガスアーク溶接用の溶接ノズルの内周面に付着したスパッタを除去するノズルクリーナであって、
スパッタ除去位置までのノズルの軸方向に沿うノズル先端側方向への移動により、ノズルの内周面側に挿入される刃部を、先端側に配置させて、回転することにより、刃部により、ノズル内周面側のスパッタを剥離可能とし、かつ、先端側の刃部側から元部側に連通する連通孔を有したカッタと、
カッタを、回転駆動可能に保持する駆動機構と、
カッタの連通孔と連通して、剥離されたスパッタを吸引可能な吸引機構と、
スパッタ除去位置までのノズルの移動時に、カッタの刃部をノズルの内周面側に挿入可能に、ノズルをカッタに対して芯合せさせる案内機構と、
を備え、
案内機構が、ノズル側に配置された挿入側案内部と、ノズルをカッタに対して芯合せ可能に、挿入時の挿入側案内部を案内移動可能な案内孔を有した受け入れ側案内部と、を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るノズルクリーナでは、溶接ノズルが、スパッタ除去位置まで、ノズル軸方向に沿ってノズル先端側方向へ移動すれば、案内機構の挿入側案内部が受け入れ側案内部の案内孔に挿入され、カッタに対して芯合せされて、カッタの刃部が、ノズルの内周面側に挿入されることとなる。その際、駆動機構と吸引機構とが作動しておれば、回転するカッタの刃部により、ノズル内周面のスパッタが剥離され、さらに、カッタを挿通している連通孔を介して、吸引機構の吸引力により、ノズルの内周面側からスパッタが吸引除去されることとなる。
【０００９】
そして、スパッタ除去時、案内機構によって、溶接ノズルがカッタに対して芯合せされることから、カッタの刃部をノズルの内周面に正確に当てることが可能となって、スパッタの剥離を良好に行えて、吸引機構の作動により、ノズル内のスパッタを奇麗に除去することができる。
【００１０】
また、カッタに、吸引機構と、刃部側まで連通する連通孔が、配設されており、スパッタの剥離と同時にスパッタの吸引が行えて、別位置で、スパッタの吸引を行わなくともよいことから、ノズルクリーナを省スペースで設置することができる。
【００１１】
したがって、本発明に係るノズルクリーナでは、溶接ノズルに付着したスパッタを奇麗に除去できるとともに、省スペースで設置することができる。
【００１２】
なお、ノズルの先端面や外周面に付着したスパッタは、カッタの刃部による剥離時にノズルに若干の振動が発生することとなり、その振動によって、剥離され、そして、カッタとノズルとの間の隙間からのエアの吸引により、連通孔内に吸引されることとなって、本発明に係るノズルクリーナでは、ノズル内周面に限らず、ノズル全体に付着したスパッタの除去も、可能となる。
【００１３】
また、スパッタを、吹き飛ばすのではなく、吸引して除去していることから、溶接作業エリアにスパッタを撒き散らすことがなく、作業環境を悪化させない。
【００１４】
そしてまた、案内機構は、
受け入れ側案内部を備えて、受け入れ側案内部に挿入側案内部を挿入させて案内移動した状態で、スパッタ除去位置までノズルとともに移動可能な移動板と、
移動板を、初期位置から、ノズルのスパッタ除去位置まで、移動可能に案内する案内ロッドと、
移動板を初期位置側へ付勢する付勢手段と、
スパッタ除去位置までのノズルの移動時、移動する移動板に押されて駆動機構と吸引機構とを作動させるリミットスイッチと、
を設けて構成してもよい。
【００１５】
このような構成であれば、溶接ノズルが、スパッタ除去位置まで移動する際、挿入側案内部を受け入れ側案内部に挿入させて、移動板を移動させることから、カッタの刃部がノズル内周面側に挿入されるとともに、リミットスイッチがオンされて、駆動機構と吸引機構とが、自動的に作動され、溶接ロボットによるガスアーク溶接時、円滑に、溶接ノズルのスパッタの除去作業が、行える。
【００１６】
さらに、カッタの元部側に、内周側を連通孔と連通させてスパッタ吸引流路を形成し、カッタ刃部から離れた側の端部を開口させた筒部を配設して、
筒部に、内外周を貫通するとともに、内周側にかけて、開口端部側に向かうように傾斜した貫通孔を配設して、
吸引機構を、筒部における貫通孔の配設部位の外周側にエアを供給するエア供給部と、エア吸引流路と、エア吸引流路における筒部の開口端部側に連結されるスパッタ排出路と、スパッタ排出路に連結されてスパッタを貯溜可能な貯溜部と、を設けて構成してもよい。
【００１７】
このような構成では、エア供給部からのエアが、エア吸引流路を構成する筒部の貫通孔の周囲に吐出されると、エアが、貫通孔を経て筒部内の開口端部側に流れることから、エジェクタ作用により、カッタ刃部付近のエアが、連通孔を経て吸引され、ノズル側で剥離されたスパッタは、そのエアとともに、連通孔を経て、エア吸引流路を構成する筒部内の開口端部側に吸引され、さらに、スパッタ排出路を経て、貯溜部に貯留されることとなる。
【００１８】
すなわち、圧縮エアを利用して、スパッタの吸引を行うことができて、このようなエアは、溶接作業を行う工場等において、空力機械等のために常設して敷設してある圧縮空気を、利用することができることから、吸引するための動力を、別途、ノズルクリーナ用に設けなくとも良く、ノズルクリーナを極めて簡便に構成することができる。また、スパッタが貯溜部に貯留されるため、スパッタの後処理が容易となる。
【００１９】
さらに、案内機構の挿入側案内部を、ノズル先端の外周縁とする場合には、案内機構の受け入れ側案内部は、ノズル挿入方向先端側の内周面に、先狭まりのテーパ面を有して、内周面側を案内孔とした筒状に形成し、先端側に、内外周を貫通して端面まで延びるスリットを配設させて、構成してもよい。
【００２０】
このような構成では、溶接ノズルが、スパッタ除去位置まで、ノズル軸方向に沿ってノズル先端側方向へ移動すれば、案内機構の挿入側案内部が受け入れ側案内部の案内孔に挿入されて、ノズル先端の外周縁がテーパ面に摺接し、溶接ノズルが、カッタに対して芯合せされて、カッタの刃部が、ノズルの内周面側に挿入されることとなる。その際、ノズル先端の外周縁が、テーパ面に接触することから、その振動によって、ノズル先端面やノズル先端側の外周面に付着していたスパッタが剥離しやすい。そして、剥離されたスパッタは、受け入れ側案内部のスリットを経て、カッタの連通孔内に吸引させることができる。
【００２１】
さらに、上記のような構成では、溶接ノズルの先端外周縁を、挿入側案内部として、構成できることから、別途、溶接ノズルに挿入側案内部を取り付けずに構成でき、溶接ノズル自体が、溶接作業時に、狭いスペースに入り込んで、溶接作業を行うような場合、好適となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、第１実施形態のノズルクリーナ１０は、図１〜３・６に示すように、カッタ５２を回転可能に保持する駆動機構１１、溶接ノズル２をスパッタ除去位置Ｐまで案内する案内機構２３、及び、溶接ノズル２に付着したスパッタＳを吸引する吸引機構４１、を備えて構成されている。
【００２３】
溶接ノズル２は、溶接ロボットの所定のアームに保持された溶接トーチ１の先端に配設されて、図４・６に示すように、外周側のガスノズル３と内周側のワイヤノズル４とを備えた二重管構造としている。ワイヤノズル４には、ワイヤ５を挿通させる挿通孔４ａが先端に開口されるとともに、ガスシールド用の不活性ガスを吐出させる複数のガス吐出口４ｂが、元部側外周面に開口されている。
【００２４】
カッタ５２は、図５〜７に示すように、カッタ本体５３とホルダ部６１とを備えて構成され、カッタ本体５３は、略円筒状として、上端側の先端部５４には、円筒状の周壁を側方から上方へ切り欠いて、上方へ延ばした略平板状の刃部５５が配設され、刃部５５の下端付近からカッタ本体５３の下端まで、連通孔５６が貫通している。刃部５５は、カッタ本体５３の外周面側の上端５５ａを先細りのテーパ状とし、カッタ本体５３の周方向の一方の縁を、カッタ５２の軸周り方向への回転時、溶接ノズル２におけるガスノズル３の内周面３ａに摺接させて、内周面３ａに付着したスパッタＳを剥離させる切刃５５ｂ、としている。
【００２５】
また、カッタ５２の元部側、すなわち、下端側には、内周側を連通孔５６と連通させてスパッタ吸引流路４７を形成し、カッタ刃部５５から離れた側の下端に開口５８ｂを設けた筒部５８が配設されている。この筒部５８には、内外周を貫通するとともに、内周側にかけて、開口端部５８ａ側に向かうように傾斜した貫通孔５９が配設されている。貫通孔５９は、第１実施形態の場合、４個配設されている。
【００２６】
ホルダ部６１は、カッタ本体５３の先端部５４の下部に配置された鍔部５３ａを下面側から支持するもので、カッタ本体５３より大径の略円筒状として、カッタ本体５３の凹溝５３ｂに嵌合されたＣリング６２と鍔部５３ａとの間に、配設されている。
【００２７】
駆動機構１１は、図１・７に示すように、モータハウジング１２内に収納された駆動モータ１６と、モータハウジング１２の上方に連結されたギヤボックス１３内のピニオン１７・１８と、を備えて構成されている。駆動モータ１６の駆動軸１６ａには、ピニオン１７が固定され、ピニオン１７には、ピニオン１８が噛合している。ピニオン１８は、カッタ本体５３の筒部５８の開口端部、すなわち、下端部５８ａの付近に、ボルト１９を利用して、固定されている。そして、カッタ５２は、ギヤボックス１３のアッパプレート１４に固定されたベアリング２０・２１により、回転可能に支持されており、駆動モータ１６の駆動軸１６ａの回転駆動により、ピニオン１７・１８を介して、軸周り方向へ回転することとなる。
【００２８】
駆動モータ１６は、リミットスイッチ３７（図２・３・６参照）のオン動作で作動するように、構成されており、リミットスイッチ３７は、案内機構２３における移動板２９の下降に伴う凸部３１ａが、ローラレバー３７ａと干渉してローラレバー３７ａを後方（図９の右方側）へ回転させることにより、オン動作される。そして、移動板２９が上昇して、凸部３１ａがローラレバー３７ａから離れ、ローラレバー３７ａが初期位置に戻れば、リミットスイッチ３７がオフされ、駆動モータ１６の回転駆動が停止されることとなる。なお、図９には、リミットスイッチ３８が図示されているが、リミットスイッチ３７も、そのローラレバー３７ａは、リミットスイッチ３８のローラレバー３８ａと同様に、作動される。
【００２９】
また、ベアリング２０・２１は、ギヤボックス１３内に供給されるエアが漏れないシールドタイプが使用されている。
【００３０】
ギヤボックス１３は、アッパプレート１４とロアプレート１５とから構成されて、ピニオン１７・１８の周囲を上下から覆うように、配設されている。アッパプレート１４とロアプレート１５とは、カッタ本体５３を挿通させる挿通孔１４ａ・１５ａを備えて、挿通孔１４ａの上下の周縁に配設される凹溝１４ｂに、ベアリング２０・２１のアウタレース２０ａ・２１ａが固定されている。また、ロアプレート１５の挿通孔１５ａの内周面には、雌ねじ１５ｂが螺刻されて、スパッタ排出路４９を構成するホース４９ａの口金部４９ｂが締め付けられている。
【００３１】
また、アッパプレート１４の上方には、図１〜３に示すように、４本のタイロッド２５・２５を利用して天板２４が配設されており、天板２４の下方に、案内機構２３の種々の部材が配設されている。天板部２４は、前端側、すなわち、カッタ５２側の中央部位に、溶接ノズル２を上方から挿通可能な凹部２４ａを配設させている。
【００３２】
吸引機構４１は、図１・７・９に示すように、エア供給部４２、圧力室４６、スパッタ吸引流路４７、スパッタ排出路４９、及び、貯溜部５０、を備えて構成されている。エア供給部４２は、ガスアーク溶接作業を行う工場内で使用される圧縮空気を流入させるもので、所定の圧縮空気源に連なる圧縮エア流路４３と、開閉弁４４と、開閉弁４４から圧力室４６までエアＡ（Ａ０）を供給する連結路４５と、から構成されている。
【００３３】
開閉弁４４は、リミットスイッチ３８のオン動作により、開弁して、圧縮エア流路４３からのエアＡ０を連結路４５側に流すように作動される。リミットスイッチ３８は、天板２４に固定された取付基板３９に、リミットスイッチ３７とともに、並設されており、案内機構２３における移動板２９の下降に伴う凸部３１ｂが、図９に示すように、ローラレバー３８ａと干渉してローラレバー３８ａを後方（図９の右方側）へ回転させることにより、オン動作される。そして、移動板２９が上昇して、凸部３１ｂがローラレバー３８ａから離れ、ローラレバー３８ａが初期位置に戻れば、リミットスイッチ３８がオフされ、開閉弁４４が閉弁して、圧縮エア流路４３からのエアＡ０を連結路４５側に流さないようにする。
【００３４】
圧力室４６は、ギヤボックス１３のアッパプレート１４における挿通孔１４ａの周囲に配設されており、ベアリング２０・２１間の筒部２１の外周側のスペースに、設けられている。そして、圧力室４６に連通するように、連結路４５が、配設されている。
【００３５】
スパッタ排出路４９は、貯溜部５０を構成する貯溜タンク５０ａに先端４９ｃ側を連結させたホース４９ａを備えて構成され、元部側の口金部４９ｂを、カッタ本体５３の筒部５８の開口端部５８ａの周囲におけるロアプレート１５の雌ねじ１５ｂ部位に結合させている。
【００３６】
貯溜タンク５０ａは、フィルター集塵タイプ等の公知のものであり、スパッタＳを残してエアＡ（Ａ０・Ａ１）を排気可能に、構成されている。
【００３７】
そして、この吸引機構４１では、リミットスイッチ３８のオン動作で、開閉弁４４が開弁されると、圧縮エア流路４３のエアＡ０が開閉弁４４を経て連結路４５に流れ、圧力室４６内に流入する。そして、圧力室４６内では、カッタ５２における下端側の筒部５８の各貫通孔５９から、貫通孔５９の軸方向に沿って、開口端部５８ａ側の下向きに、エアＡ０が筒部５８内に流れることから、エジェクタ作用により、刃部５５側のエアＡ（Ａ１）が、開口端部５８ａ側に吸引され、スパッタＳとともに、筒部５８内のスパッタ吸引流路４７から、スパッタ排出路４９のホース４９ａを経て、貯溜部５０の貯溜タンク５０ａへ流れることとなる。
【００３８】
案内機構２３は、案内ロッド２６、付勢手段としてのコイルばね２７、移動板２９、芯合せ機構部３３、及び、リミットスイッチ３７・３８、を備えて構成されている。
【００３９】
案内ロッド２６は、ギヤボックス１３のアッパプレート１４と天板２４とを連結する４本のタイロッド２５の内の、前方側、すなわち、カッタ５２側の２本から構成されており、これらの案内ロッド２６には、案内ロッド２６の軸方向に沿って、上下方向に案内移動される移動板２９が、摺動可能に配設されている。移動板２９は、水平方向に配設される横板部３０と、横板部３０の後端から下方に延びる縦板部３１と、を備えて構成されている。縦板部３１の後面側には、図１〜３に示すように、後方へ突出して上下方向に延び、それぞれ、リミットスイッチ３７・３８のローラレバー３７ａ・３８ａをオン動作させる２条の凸部３１ａ・３１ｂが、配設されるとともに、案内ロッド２６・２６を挿通させる案内スリーブ３２・３２が、配設されている。
【００４０】
そして、各案内スリーブ３２とアッパプレート１４とに当接して、各案内ロッド３２には、付勢手段としてのコイルばね２７が外装され、これらのコイルばね２７の上方への付勢力により、移動板２９は、天板２４と当接した上方配置位置を初期位置として、案内ロッド３２・３２に案内されて下方へ移動可能に、配設されている。
【００４１】
また、横板部３０の前縁側には、天板２４の凹部２４ａの下方位置に、芯合せ機構部３３の受け入れ側案内部３５が、配設されている。
【００４２】
芯合せ機構部３３は、図６・８に示すように、溶接ノズル２の軸方向に沿うノズル２の先端側方向への下方移動で、スパッタ除去位置Ｐまで下降する溶接ノズル２の移動時に、カッタ５２の刃部５５をノズル２の内周面３ａ側に挿入可能に、ノズル２をカッタ５２に対して芯合せさせるものである。そして、第１実施形態では、芯合せ機構部３３は、ノズル２の外周面３ｂ側に配置された先細りのテーパ状の挿入側案内部３４と、ノズル２をカッタ５２に対して芯合せ可能に、挿入時の挿入側案内部３４を案内移動可能な案内孔３５ａを有した受け入れ側案内部３５と、から構成されている。
【００４３】
挿入側案内部３４は、下部側の外周面を、先細りの円錐台形状のテーパ面３４ａとし、内周側を溶接ノズル２のガスノズル３を嵌挿可能な嵌挿孔３４ｂとした略円筒状として、内外周を貫通するように螺合されている所定数の締め付けボルト３４ｃを利用して、溶接ノズル２に同心的に外装されて取り付けられている。
【００４４】
受け入れ側案内部３５は、移動板２９の横板部３０における天板凹部２４ａの下方位置に取り付けられており、上下方向に貫通する案内孔３５ａを、挿入側案内部３４のテーパ面３４ａに対応したテーパ状として、挿入側案内部３４の中心Ｃ１が、受け入れ側案内部３５の中心Ｃ２と芯ずれしていても、案内部３４の下降時、案内孔３５ａの内周面に摺接させつつずれ移動させて、案内部３４の中心Ｃ１を案内部３５の中心Ｃ２に一致させることとなる。
【００４５】
そして、案内孔３５ａの下端側の開口３５ｂは、挿入側案内部３４を外装した溶接ノズル２における案内部３４の下方部位を挿通可能とするものの、案内孔３５ａの上下方向の長さ寸法が、挿入側案内部３４のテーパ面３４ａの上下方向の長さ寸法より短く、テーパ面３４ａの領域で、案内孔３５ａに嵌合されるように構成されていることから、中心Ｃ１・Ｃ２相互が一致した後、溶接ノズル２が、さらに下降していれば、受け入れ側案内部３５に挿入側案内部３４を嵌合させた状態で、移動板２９が、コイルばね２７の付勢力に抗して案内ロッド２６に案内されつつ、スパッタ除去位置Ｐまでノズル２とともに下降することとなる。
【００４６】
なお、スパッタ除去位置Ｐでの溶接ノズル２の下降停止は、溶接ロボットに、予め、ティーチングされており、スパッタ除去位置Ｐでは、カッタ５２の刃部５５がガスノズル３の内周面３ａ側に挿入されて、刃部５５の上端５５ａがガス吐出口４ｂ付近に配置されることとなる（図９参照）。
【００４７】
また、挿入側案内部３４の受け入れ側案内部３５への挿入前の中心Ｃ１・Ｃ２の芯ずれは、溶接ロボットの図示しないアーム等の動作部位の微小な遊び、あるいは、溶接ロボットのスパッタ除去位置Ｐのティーチング時の誤差等によって、生ずる。
【００４８】
そして、リミットスイッチ３７・３８は、それぞれのローラレバー３７ａ・３８ａが、スパッタ除去位置Ｐまでのノズル２の移動時、移動する移動板２９の凸部３１ａ・３２ａに押される位置に、配設されて、天板２４に固定された取付基板３９に取り付けられている。
【００４９】
この第１実施形態のノズルクリーナ１０の作動時には、溶接ロボットが所定時間若しくは所定工程のガスアーク溶接を行った後、溶接トーチ１の先端の溶接ノズル２を、その軸方向を上下方向に配置させた状態で、図１・６に示すように、移動板２９の受け入れ側案内部３５の上方に配置させ、その後、スパッタ除去位置Ｐまで、下降させることとなる。
【００５０】
その際、溶接ノズル２の下降時、図８のＡ・Ｂに示すように、案内機構２３の挿入側案内部３４が受け入れ側案内部３５の案内孔３５ａに挿入され、挿入側案内部３４の中心Ｃ１が受け入れ側案内部３５の中心Ｃ２と一致していなくとも、案内孔３５ａの内周面にテーパ面３４ａが案内されて、中心Ｃ１を中心Ｃ２に一致させるように、ずれ移動させることから、その結果、溶接ノズル２がカッタ５２に対して芯合せされ、ノズル２の更なる下降に伴って、カッタ５２の刃部５５が、溶接ノズル２の内周面３ａに僅かに当接するように挿入されることとなる。
【００５１】
また、ノズル２がスパッタ除去位置Ｐまで移動する際、移動板２９の下降に伴い、凸部３１ａ・３１ｂがローラレバー３７ａ・３８ａを押して、リミットスイッチ３７・３８がオン動作される。そのため、駆動機構１１の駆動モータ１６が作動して、カッタ５２が刃部５５を周方向に回転させ、また、吸引機構４１の開閉弁４４が開弁されて、エアＡ０がスパッタ吸引流路４７に流入されて、刃部５５付近のエアＡ１がカッタ５２の連通孔５６内に吸引されることから、図９・１０に示すように、カッタ５２の刃部５５により、ノズル内周面３ａに付着していたスパッタＳが、剥離され、カッタ５２を挿通している連通孔５６を介して、吸引機構４１の吸引力により、ノズル２の内周面３ａ側からスパッタＳが吸引除去されることとなる。
【００５２】
このスパッタ除去時、案内機構２３の芯合せ機構部３３によって、溶接ノズル２がカッタ５２に対して芯合せされることから、カッタ５２の刃部５５をノズル２の内周面３ａに正確に当てることが可能となって、スパッタＳの剥離を良好に行えて、吸引機構４１の作動により、ノズル２内のスパッタＳを奇麗に除去することができる。
【００５３】
また、カッタ５２に、吸引機構４１と連通する連通孔５６が配設されており、スパッタＳの剥離と同時にスパッタＳの吸引が行えて、別位置で、スパッタＳの吸引を行わなくともよいことから、ノズルクリーナ１０を省スペースで設置することができる。
【００５４】
したがって、第１実施形態のノズルクリーナ１０では、溶接ノズル２に付着したスパッタＳを奇麗に除去できるとともに、省スペースで設置することができる。
【００５５】
なお、ノズル２の先端面３ｃや外周面３ｂ等に付着したスパッタＳは、カッタ５２の刃部５５による剥離時にノズル２に若干の振動が発生することとなり、その振動によって、剥離され、そして、図９に示すように、カッタ５２の刃部５５の側方の先端部端面５４ａとノズル先端面３ｃとの間の隙間ＨからのエアＡ１の吸引により、連通孔５６内に吸引されることとなって、第１実施形態のノズルクリーナ１０では、ノズル内周面３ａに限らず、ノズル１０全体に付着したスパッタＳの除去も、可能となる。
【００５６】
また、スパッタＳを、吹き飛ばすのではなく、吸引して除去していることから、溶接作業エリアにスパッタＳを撒き散らすことがなく、作業環境を悪化させない。
【００５７】
さらに、第１実施形態のノズルクリーナ１０では、芯合せ機構部３３の受け入れ側案内部３５を設けた移動板２９、移動板２９の移動を案内する案内ロッド２６、移動板２９を初期位置側へ付勢するコイルばね２７、及び、スパッタ除去位置Ｐまでのノズル２の移動時に、移動する移動板２９の凸部３１ａ・３１ｂに押されて駆動機構１１と吸引機構４１とを作動させるリミットスイッチ３７・３８、を備えて構成されている。
【００５８】
そのため、溶接ノズル２が、スパッタ除去位置Ｐまで移動する際、ノズル２に取り付けられた挿入側案内部３４を受け入れ側案内部３５に嵌合させて移動板２９を移動させて、凸部３１ａ・３１ｂを利用して、リミットスイッチ３７・３８をオンさせることができて、駆動機構１１と吸引機構４１とを自動的に作動させることができることから、溶接ロボットによるガスアーク溶接時、円滑に、溶接ノズル２のスパッタＳの除去作業が、行える。
【００５９】
また、第１実施形態のノズルクリーナ１０では、移動板２９を初期位置側へ付勢する付勢手段としてのコイルばね２７を備えていることから、スパッタ除去後、スパッタ除去位置Ｐから離脱させるとともに、挿入側案内部３４を受け入れ側案内部３５から引き抜くように、溶接ノズル２を上昇移動させれば、移動板２９を、コイルばね２７によって、天板２４に当接する初期位置まで、自動的に復帰させることができて、その後のスパッタ除去作業に備えることができる。
【００６０】
さらに、第１実施形態のノズルクリーナ１０では、カッタ５２の元部側に、スパッタ吸引流路４７を形成する筒部５８を配設して、吸引機構４１を、筒部５８における貫通孔５９の配設部位の外周側にエアＡ０を供給するエア供給部４２と、エア吸引流路４７と、エア吸引流路４７における筒部５８の開口端部５８ａ側に連結されるスパッタ排出路４９と、スパッタ排出路４９に連結されてスパッタＳを貯溜可能な貯溜部５０と、を設けて構成されている。
【００６１】
そのため、エア供給部４２からのエアＡ０が、エア吸引流路４７を構成する筒部５８の貫通孔５９の周囲の圧力室４６に吐出されると、エアＡ０が、貫通孔５９を経て筒部５８内の開口端部５８ａ側に流れることから、エジェクタ作用により、カッタ刃部５５付近のエアＡ１が、連通孔５６を経て吸引され、ノズル２側で剥離されたスパッタＳが、刃部５５付近のエアＡ１とともに、連通孔５６を経て、エア吸引流路４７を構成する筒部５８内の開口端部５８ａ側に吸引され、さらに、スパッタ排出路４９を経て、貯溜部５０に貯留されることとなる。
【００６２】
すなわち、圧縮エアＡ０を利用して、スパッタＳの吸引を行うことができて、このようなエアＡ０は、溶接作業を行う工場等において、空力機械等のために常設して敷設してある圧縮空気を、利用することができることから、吸引するための動力を、別途、ノズルクリーナ１０用に設けなくとも良く、ノズルクリーナ１０を極めて簡便に構成することができる。また、スパッタＳが貯溜部５０のタンク５０ａに貯留されるため、スパッタＳの廃棄等の後処理が容易となる。
【００６３】
なお、第１実施形態のカッタ５２では、カッタ５２におけるカッタ本体５３の先端部５４に設けた刃部５５が、連通孔５６の周縁から延びる一枚状のものを例示したが、連通孔５６を塞がないように、連通孔５６を横断するように、一枚の刃部を設けたり、あるいは、連通孔５６の周縁から、二枚等の複数枚の刃部を突出させて、カッタを構成してもよい。
【００６４】
また、第１実施形態のノズルクリーナ１０には、図１１に示すように、スパッタ除去後に、スパッタＳの付着を防止可能な付着防止剤Ｌを塗布する付着防止剤塗布装置６６を並設させてもよい。この装置６６は、付着防止剤Ｌを貯留させたタンク６８内に、工場内の圧縮エアＡ０をエア供給部７１から充填させて、噴霧ノズル６７から付着防止剤Ｌを噴霧するものである。そして、この付着防止剤塗布装置６６では、リミットスイッチ６９のローラレバー６９ａを回転させるように、溶接ノズル２をローラレバー６９ａに押し付ければ、リミットスイッチ６９が、エア供給部７１に配設されていた開閉弁７０を開弁させ、圧縮エアＡ０をタンク６８内に流入させることから、タンク６８内の内圧が高まり、貯留されていた付着防止剤Ｌが、チューブ６８ａを経て、噴霧ノズル６７から噴霧されることとなる。
【００６５】
また、案内機構の芯合せ機構部として、図１２に示す第２実施形態のノズルクリーナ１０Ａのように構成してもよい。この第２実施形態のノズルクリーナ１０Ａでは、案内機構２３Ａの芯合せ機構部３３Ａを構成する挿入側案内部３４Ａ・受け入れ側案内部３５Ａと、カッタ５２Ａの刃部５５Ａを２枚にしている構成と、が、第１実施形態のノズルクリーナ１０と相違しているだけであり、同一の部位・部品には、第１実施形態と同様の符号を付して、説明を省略する。
【００６６】
この第２実施形態の案内機構２３Ａの芯合せ機構部３３Ａは、挿入側案内部３４Ａが、図１２・１５に示すように、溶接ノズル２Ａ自体の先端の外周縁３４ｄとし、受け入れ側案内部３５Ａが、図１２〜１５に示すように、ノズル２Ａの挿入方向先端側の内周面３６ａに、先狭まりのテーパ面３６ｂを有して、内周面３６ａ側を案内孔３６ｃとした筒状の部位３６に形成されて、筒状部３６の先端側に、内外周を貫通して端面まで延びる複数のスリット３６ｄを配設させて、構成されている。第２実施形態の場合、スリット３６ｄは、筒状部３６の周方向に、放射状に４個配設されている。
【００６７】
この受け入れ側案内部３５Ａは、第１実施形態の受け入れ案内部３５の下部側に、筒状部３６を延設させて、構成されている。そして、案内部３５の内周面（案内孔）３５ａに連なる筒状部３６の元部側における係止孔３６ｃの内径寸法Ｄ１は、溶接ノズル２Ａの先端外周縁３４ｄの外径寸法Ｄ０より、大きく、係止孔３６ｃの先端側におけるテーパ面３６ｂの先端側の内径寸法Ｄ２は、溶接ノズル２Ａの先端外周縁３４ｄの外径寸法Ｄ０より、小さく設定されている。
【００６８】
この第２実施形態のノズルクリーナ１０Ａの使用時には、溶接ロボットのティーチング時、溶接ノズル２Ａに、先細りのテーパ状の挿入側案内部３４を取り付けておき（図１２の二点鎖線参照）、その状態で、溶接ノズル２Ａを、受け入れ側案内部３５Ａの上方に配置させ、ついで、スパッタ除去位置Ｐまで下降させて、そのスパッタ除去位置Ｐを溶接ロボットにティーチングさせ、その後の溶接作業時には、挿入側案内部３４を取り外しておき、ノズルクリーナ１０Ａを使用して、ノズル２Ａに付着したスパッタＳの除去を行うこととなる。ちなみに、このティーチング時における溶接ノズル２Ａがスパッタ除去位置Ｐに配置された際には、先細りのテーパ状の挿入側案内部３４が、そのテーパ面３４ａを受け入れ側案内部３４Ａの上縁側における案内孔３５ａの内周面に当接させるとともに、溶接ノズル２Ａの先端外周縁３４ｄが、受け入れ側案内部３４Ａの下端側のテーパ面３６ｂに当接させて、ノズル２Ａが、カッタ５２Ａに芯合せされ、かつ、カッタ５２Ａを挿入させて、内周面３ａにカッタ５２Ａの刃部５５Ａ・５５Ａの各切刃５５ｂを僅かに接触させる状態としている。
【００６９】
そして、この第２実施形態のノズルクリーナ１０Ａの使用時には、溶接ノズル２Ａが、スパッタ除去位置Ｐまで、ノズル２Ａの軸方向に沿ってノズル２Ａの先端側となる下方向へ移動すれば、図１５に示すように、芯合せ機構部３３Ａの挿入側案内部３４Ａが受け入れ側案内部３５Ａの案内孔３６ｃに挿入されて、ノズル２Ａの中心Ｃ１が受け入れ側案内部３５Ａの中心Ｃ２と一致していなくとも、ノズル２Ａの先端外周縁３４ｄがテーパ面３６ｂに摺接して、溶接ノズル２Ａが、中心Ｃ１を中心Ｃ２に一致させるようにずれ移動し、その結果、カッタ５２Ａに対して芯合せされることなる。
【００７０】
そしてさらに、ノズル２Ａのスパッタ除去位置Ｐまで下降すれば、ノズル２Ａの先端外周縁４３ｄが、筒状部３６のテーパ面３６ｃと当接して、案内機構２３Ａの移動板２９を押し下げ、図１６・１７に示すように、カッタ５２Ａの刃部５５Ａ・５５Ａが、ノズル２Ａの内周面３ａ側に挿入され、さらに、駆動機構１１と吸引機構４１との作動により、第１実施形態と同様に、溶接ノズル２に付着したスパッタＳを奇麗に除去することができる。
【００７１】
そしてさらに、この第２実施形態では、ノズル２Ａとカッタ５２Ａとの芯合せ時、ノズル２Ａの先端外周縁３４ｄが、筒状部３６のテーパ面３６ｂに接触することから、その振動によって、ノズル先端面３ｃやノズル先端側の外周面３ｂに付着していたスパッタＳが剥離しやすい。そして、剥離されたスパッタＳは、受け入れ側案内部３５Ａのスリット３６ｄや隙間Ｈを経て、カッタ５２Ａの連通孔５６内に吸引させることができる。
【００７２】
さらに、この第２実施形態では、溶接ノズル２Ａの先端外周縁３４ｄを、挿入側案内部３４Ａとして、構成しており、別途、溶接作業時におけるスパッタ除去時には、溶接ノズル２Ａの外周側に先細りのテーパ状の挿入側案内部３４を取り付けずに構成でき、溶接ノズル２Ａ自体が、溶接作業時に、狭いスペースに入り込んで、溶接作業を行うような場合、好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る第１実施形態のノズルクリーナの側面図である。
【図２】第１実施形態のノズルクリーナの正面図である。
【図３】第１実施形態のノズルクリーナの平面図である。
【図４】第１実施形態のノズルクリーナでスパッタ除去する溶接ノズルの先端付近の部分底面図である。
【図５】第１実施形態のノズルクリーナにおけるカッタの先端付近の部分平面図である。
【図６】第１実施形態のノズルクリーナにおける案内機構を示す部分縦断面図である。
【図７】第１実施形態のノズルクリーナにおけるカッタを示す部分縦断面図である。
【図８】第１実施形態のノズルクリーナにおける芯合せの状態を順に示す部分縦断面図である。
【図９】第１実施形態のノズルクリーナにおけるスパッタ除去作業中の部分縦断面図である。
【図１０】第１実施形態のノズルクリーナにおけるスパッタ除去作業中の部分横断面図であり、図９のＸ−Ｘ部位に対応する。
【図１１】第１実施形態のノズルクリーナに付着防止剤塗布装置を設けた状態を示す側面図である。
【図１２】第２実施形態のノズルクリーナの側面図である。
【図１３】第２実施形態に使用する受け入れ側案内部を示す側面図である。
【図１４】第２実施形態の受け入れ側案内部の底面図である。
【図１５】第２実施形態のノズルクリーナにおける芯合せの状態を順に示す部分縦断面図である。
【図１６】第２実施形態のノズルクリーナにおけるスパッタ除去作業中の部分縦断面図である。
【図１７】第２実施形態のノズルクリーナにおけるスパッタ除去作業中の部分横断面図であり、図１６のXVII−XVII部位に対応する。
【符号の説明】
【００７４】
２・２Ａ…溶接ノズル、
３ａ…内周面、
３ｂ…外周面、
１０・１０Ａ…ノズルクリーナ、
１１…駆動機構、
２３・２３Ａ…案内機構、
２６…案内ロッド、
２７…（付勢手段）コイルばね、
２９…移動板、
３３・３３Ａ…芯合せ機構部、
３４・３４Ａ…挿入側案内部、
３４ｄ…先端外周縁、
３５・３５Ａ…受け入れ側案内部、
３５ａ・３６ｃ…案内孔、
３６…筒状部、
３６ａ…内周面、
３６ｂ…テーパ面、
３７・３８…リミットスイッチ、
４１…吸引機構、
４２…エア供給部、
４７…スパッタ吸引流路、
４９…スパッタ排出路、
５０…貯溜部、
５２・５２Ａ…カッタ、
５５・５５Ａ…刃部、
５６…連通孔、
５８…筒部、
５８ａ…開口端部、
５９…貫通孔、
Ｓ…スパッタ、
Ｐ…スパッタ除去位置、
Ａ（Ａ０・Ａ１）…エア。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005270999.tif 000015
【図１４】
2005270999.tif 000016
【図１５】
2005270999.tif 000017
【図１６】
2005270999.tif 000018
【図１７】
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