(57)【要約】【課題】チップボディ３にコンタクトチップ２１がねじ込まれた接合部で、焼付きが生じることを防止することができるコンタクトチップ２１及び溶接トーチ２０を提供する。【解決手段】本発明のコンタクトチップ２１は、鉄で形成されて、雄ネジが切られたネジ部２３と、銅で形成されたコンタクトチップ本体２２とから成り、溶接トーチ２０内のチップボディ３の先端部にねじ込まれ、溶接ワイヤが軸芯部を挿通する。コンタクトチップ本体の基端部２２ｂにネジ部の先端部２３ａが挿入される挿入孔２２ｄが形成され、この挿入孔２２ｄにネジ部の先端部２３ａが挿入された後に、圧着加工されてネジ部２３がコンタクトチップ本体２２に固定される。ネジ部２３がチップボディの先端部３ａにねじ込まれたときに、コンタクトチップ本体の基端部２２ｂの面がチップボディの先端部３ａの面に当接している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチ内のチップボディの先端部にねじ込まれ、溶接ワイヤが軸芯部を挿通するコンタクトチップにおいて、
鉄で形成されて、雄ネジが切られたネジ部と、
基端部に前記ネジ部の先端部が挿入される挿入孔が形成され、この挿入孔に前記ネジ部の先端部が挿入された後に、挿入された前記ネジ部の周囲が圧着加工されて前記ネジ部が固定され、銅で形成されたコンタクトチップ本体とを備え、
前記ネジ部が前記チップボディの先端部にねじ込まれたときに、前記コンタクトチップ本体の基端部面が前記チップボディの先端部面に当接することを特徴とするコンタクトチップ。
【請求項２】
請求項１記載のコンタクトチップを使用したことを特徴とする溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ワイヤに給電するためのコンタクトチップ及び溶接トーチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
作業者が手に把持する溶接トーチについて図２を参照して説明する。図２は、消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用される一般的な溶接トーチの構造を示す部分断面図である。同図において、溶接トーチ１のトーチボディ２の基端部に一線式パワーケーブル８が接続され、この接続部を覆うように作業者が把持するハンドル９が取り付けられている。トーチボディ２の先端部にチップボディ３が取り付けられ、このチップボディ３の先端部にコンタクトチップ４が取り付けられている。チップボディ３及びコンタクトチップ４の軸芯部には、溶接ワイヤを挿通するための円形の孔が形成されている。図示を省略した溶接電源から一線式パワーケーブル８を通してコンタクトチップ４と被溶接物との間に電力が供給されて、コンタクトチップ４の孔に溶接ワイヤが内接触することによって溶接ワイヤに給電され、溶接ワイヤと被溶接物との間でアークが発生する。
【０００３】
オリフィス６がチップボディ３の下方に設けられて、チップボディ３のシールドガス噴出口から噴出されたシールドガスが、このオリフィス６のシールドガス噴出口を通過することによってシールドガスが整流される。また、このオリフィス６は、後述するノズル７がチップボディ３と電気的に短絡することを防止していて、セラミックスなどの絶縁材料で形成されている。ノズル７はコンタクトチップ４とオリフィス６とを取囲んでいる。オリフィス６のシールドガス噴出口から噴出されたシールドガスがノズル７の先端部から噴出されて、シールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気から遮蔽している。チップボディ３の周りに絶縁ブッシュ１１が設けられ、ノズル７とチップボディ３とが絶縁されている。オリフィス６はノズル７の内面に設けられた突起部に引っ掛かかり、ノズル７がオリフィス６を介して絶縁ブッシュ１１にねじ込まれる。
【０００４】
図３は、従来技術のコンタクトチップがチップボディに取り付けられた状態を説明する断面図である。同図において、コンタクトチップの基端部４ｂに雄ネジが切られていて、この雄ネジが切られた部分と、コンタクトチップのその他の部分とは一体物である。チップボディの先端部３ａにコンタクトチップの基端部４ｂが挿入される挿入孔が形成されていて、この挿入孔の内周面に雌ネジが切られている。コンタクトチップ４及びチップボディ３の軸芯部には溶接ワイヤが挿通される挿通孔が形成されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３に示したコンタクトチップ４及びチップボディ３の材質は、一般的にクロム銅、ジルコニウム入りクロム銅、真鍮などの銅合金であって、コンタクトチップ４及びチップボディ３には、通常、同一の銅合金が使用されている。そして、溶接トーチ１に高電流を通電して高使用率で溶接を行う場合、コンタクトチップ４とチップボディの先端部３ａとはアークに近いために温度が上昇し、チップボディ３にコンタクトチップ４がねじ込まれた接合部が発熱する。この場合、両方の銅合金の線熱膨張係数が同じであるために焼付いて、コンタクトチップ４をチップボディ３から取り外すことが出来なくなる場合がある。その場合、コンタクトチップ４のみを交換する代わりに、コンタクトチップ４とチップボディ３とを同時に交換する必要があり、資源を浪費するという不具合がある。
【０００７】
本発明は、チップボディにコンタクトチップがねじ込まれた接合部で、焼付きが生じることを防止することができるコンタクトチップ及び溶接トーチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接トーチ内のチップボディの先端部にねじ込まれ、溶接ワイヤが軸芯部を挿通するコンタクトチップにおいて、
鉄で形成されて、雄ネジが切られたネジ部と、
基端部に前記ネジ部の先端部が挿入される挿入孔が形成され、この挿入孔に前記ネジ部の先端部が挿入された後に、挿入された前記ネジ部の周囲が圧着加工されて前記ネジ部が固定され、銅で形成されたコンタクトチップ本体とを備え、
前記ネジ部が前記チップボディの先端部にねじ込まれたときに、前記コンタクトチップ本体の基端部面が前記チップボディの先端部面に当接することを特徴とするコンタクトチップである。
【０００９】
請求項２の発明は、
請求項１記載のコンタクトチップを使用したことを特徴とする溶接トーチである。
【発明の効果】
【００１０】
溶接トーチに高電流を通電して溶接を行う場合、チップボディにコンタクトチップのネジ部がねじ込まれた接合部が発熱するが、両方の線熱膨張係数が異なるために、チップボディにコンタクトチップのネジ部がねじ込まれた接合部が焼付くことを防止することができる。従って、コンタクトチップの先端部のワイヤ挿通孔が摩耗して交換する必要があるとき、コンタクトチップとチップボディとを同時に交換することがなく、コンタクトチップのみを交換すれば良い。よって、コンタクトチップよりも高価なチップボディの交換を頻繁に行う必要が無くなることによって、コストを大幅に低減することができ、資源の節約を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のコンタクトチップの断面図である。
【図２】消耗電極ガスシールドアーク溶接に使用される一般的な溶接トーチの構造を示す部分断面図である。
【図３】従来技術のコンタクトチップがチップボディに取り付けられた状態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明のコンタクトチップの断面図である。同図において、コンタクトチップ２１は、ネジ部２３とコンタクトチップ本体２２とから成り、ネジ部２３の周囲に雄ネジが切られている。ネジ部２３が図３に示したチップボディの先端部３ａにねじ込まれる。ネジ部２３とコンタクトチップ本体２２との両方の軸芯部にワイヤ挿通孔が形成され、溶接ワイヤがこのワイヤ挿通孔に挿通して内接触して、溶接ワイヤが給電される。コンタクトチップ２１のネジ部２３がチップボディの先端部３ａにねじ込まれた接合部で焼き付きが生じることを防止するために、コンタクトチップ２１のネジ部２３とチップボディ３との材質として、線膨張係数が異なる材質を使用している。ネジ部２３は例えば軟鋼、ステンレス鋼又は特殊鋼などの鉄で形成され、チップボディ３は、例えばクロム銅、ジルコニウム入りクロム銅又は真鍮などの銅で形成される。ネジ部２３のワイヤ挿通孔の基端部２３ｂ（Ｘ２方向）には、溶接ワイヤが挿入され易いようにテーパが形成されている。また、コンタクトチップ本体２２と圧着加工したときに固定されるように、ネジ部２３の外周面に凹部２３ｃが形成されている。
【００１３】
コンタクトチップ本体２２は、ワイヤ挿通孔内で溶接ワイヤが接触して給電するために電気抵抗の小さい銅合金で形成されている。例えばクロム銅、ジルコニウム入りクロム銅又は真鍮などの銅で形成される。コンタクトチップ本体の基端部２２ｂ（Ｘ２方向）には、ネジ部の先端部２３ａ（Ｘ１方向）が挿入される挿入孔２２ｄが形成され、この挿入孔２２ｄの内周面には雌ネジが切られ、ネジ部２３の外周面に形成された凹部２３ｃに対応する形状の凸部２２ｃが形成されている。
【００１４】
次に、コンタクトチップ２１の製造方法を説明する。コンタクトチップ本体の基端部２２ｂ（Ｘ２方向）に挿入孔２２ｄを形成する。この挿入孔２２ｄの圧着加工する前の内径は、ネジ部の先端部２３ａ（Ｘ１方向）が挿入されたときに、ネジ部２３の周囲が挿入孔２２ｄに形成された凸部２２ｃに引っかからないように、ネジ部２３の外径よりも少し大きく形成されている。ネジ部の先端部２３ａ（Ｘ１方向）をコンタクトチップ本体の挿入孔２２ｄに挿入して、コンタクトチップ本体の凸部２２ｃとネジ部の凹部２３ｃとが噛み合う位置に配置する。芯金（図示省略）をコンタクトチップ本体２２及びネジ部２３に挿入して、接合部の周囲に圧着用ダイス設ける。そして、接合部の周囲２４を円周状にカシメることによってコンタクトチップ本体２２とネジ部２３とが圧着加工されて固定される。圧着用ダイスは、八方締め圧着装置又は六方締め圧着装置を使用する。
【００１５】
コンタクトチップ本体２２とネジ部２３とに芯金を挿入してカシメることによって、コンタクトチップ本体２２とネジ部２３とが同軸に保持されて圧着される。また、接合部は、圧着用ダイスで圧着されて凹凸ができるので、コンタクトチップ本体２２とネジ部２３とが、円周方向に噛み合って容易に外れることがない。また、コンタクトチップ本体の凸部２２ｃとネジ部の凹部２３ｃとが噛み合っているために、溶接中にコンタクトチップ本体２２とネジ部２３との接合部が高温になっても、ネジ部２３がコンタクトチップ本体２２から軸方向に外れることがない。ネジ部の基端部２３ｂ（Ｘ２方向）が、図３に示したチップボディの先端部３ａ（Ｘ１方向）にねじ込まれて、コンタクトチップ本体の基端部２２ｂの面がチップボディの先端部３ａの面に当接したとき通電しやすいように、コンタクトチップ本体２２とチップボディ３とが、電気抵抗の小さい銅合金の材質同士で接触するようにしている。
【００１６】
上述したように、コンタクトチップ２１のネジ部２３とチップボディ３との材質を線熱膨張係数が異なる材質としたが、線熱膨張係数が異なる材質に加えて高温硬度特性も異なる材質で形成すると、コンタクトチップ２１のネジ部２３とチップボディ３との接合部での焼き付きを、さらに低減することができる。
【００１７】
以下、動作を説明する。溶接作業者が溶接トーチ２０（図２参照）のハンドル９を把持して、トーチスイッチ５をＯＮすると、図示を省略した溶接電源から出力された電力が一線式パワーケーブル８によって溶接トーチ２０のトーチボディ２に供給される。この電力がトーチボディ２の先端に取り付けられたチップボディ３を介してコンタクトチップ２１に供給される。このコンタクトチップ２１に送給された溶接ワイヤが内接触することによって溶接ワイヤに電力が給電され、溶接ワイヤと被溶接物との間でアークが発生する。
【００１８】
またこのとき、図示を省略したガスボンベからシールドガスが一線式パワーケーブル８によって溶接トーチ２０のトーチボディ２に供給される。このシールドガスがチップボディ３を通過してオリフィス６に供給されて、オリフィス６のシールドガス噴出口を通過することによってシールドガスが整流される。オリフィス６のシールドガス噴出口から噴出されたシールドガスがノズル７の先端部から噴出されて、シールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気から遮蔽している。
【００１９】
図３に示したチップボディの先端部３ａに取り付けられるコンタクトチップ２１は、ネジ部２３とコンタクトチップ本体２２とから成り、コンタクトチップ２１のネジ部２３とチップボディ３との接合部で焼き付きが生じないようにするために、線膨張係数が異なる材質を使用している。チップボディ３は銅合金で形成され、ネジ部２３は鉄で形成され、コンタクトチップ本体２２は、ワイヤ挿通孔内で溶接ワイヤが接触して給電されるために電気抵抗の小さい銅合金で形成されている。コンタクトチップ本体２２とネジ部２３とは圧着加工されて固定されている。
【００２０】
ネジ部の基端部２３ｂ（Ｘ２方向）がチップボディの先端部３ａ（Ｘ１方向）にねじ込まれたときに、コンタクトチップ本体の基端部２２ｂ（Ｘ２方向）の面がチップボディの先端部３ａ（Ｘ１方向）の面に当接して、通電しやすい材質である銅合金同士で接触している。
【００２１】
溶接トーチ２０に高電流を通電して高使用率で溶接を行う場合、コンタクトチップ２１とチップボディの先端部３ａはアークに近いために温度が上昇し、チップボディ３にコンタクトチップ２１のネジ部２３がねじ込まれた接合部が発熱する。このとき、両方の線熱膨張係数が異なるために、焼き付くことを防止することができる。
【００２２】
この結果、溶接トーチ２０に高電流を通電して溶接を行う場合、チップボディ３にコンタクトチップ２１のネジ部２３がねじ込まれた接合部が発熱するが、両方の線熱膨張係数が異なるために、チップボディ３にコンタクトチップ２１のネジ部２３がねじ込まれた接合部が焼付くことを防止することができる。そのために、従来技術のようにコンタクトチップ４がチップボディ３に焼き付いて、取り外すことが出来なくなることがない。従って、コンタクトチップの先端部２２ａ（Ｘ１方向）のワイヤ挿通孔が摩耗して交換する必要があるとき、コンタクトチップ２１とチップボディ３とを同時に交換することがなく、コンタクトチップ２１をチップボディ３から取り外して、コンタクトチップ２１のみを交換すれば良い。従って、コンタクトチップ２１よりも高価なチップボディ３の交換を頻繁に行う必要が無くなることによって、コストを大幅に低減することができ、資源の節約を図ることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１            溶接トーチ
２            トーチボディ
３            チップボディ
３ａ            先端部
４            コンタクトチップ
４ｂ            コンタクトチップの基端部
５            トーチスイッチ
６            オリフィス
７            ノズル
８            一線式パワーケーブル
９            ハンドル
１１            絶縁ブッシュ
２０            溶接トーチ
２１            コンタクトチップ
２２            コンタクトチップ本体
２２            コンタクトチップ本体
２２ａ            コンタクトチップ本体の先端部
２２ｂ            コンタクトチップ本体の基端部
２２ｃ            コンタクトチップ本体の凸部
２２ｄ            コンタクトチップ本体の挿入孔
２３            ネジ部
２３ａ            ネジ部の先端部
２３ｂ            ネジ部の基端部
２３ｃ            ネジ部の凹部
２４            接合部の周囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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