(57)【要約】      （修正有）【課題】シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去することができるアーク溶接用トーチクリーナを提供する。【解決手段】気液噴出口２ａが先端に形成された気液噴出部材２と、霧状のスパッタ付着防止液とともに圧縮空気を前記気液噴出部材に供給する噴霧器１２と、圧縮空気が噴出する気体噴出口３ａが、気液噴出口２ａの開口先に形成された気体噴出部材３とを有する。気体噴出部材３は、円弧状に屈曲され、終端が閉塞された管であり、周方向所定角度において管の円弧中心方向に開口している複数の気体噴出口３ａが形成される。【選択図】図２
0003158261.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドワイヤーが送り出されるコンタクトチップと、このコンタクトチップを包容するように配設され不活性ガスが供給されるシールドノズルを有するアーク溶接用トーチの前記シールドノズル及び前記コンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去するアーク溶接用トーチクリーナにおいて、
斜め上方に開口した気液噴出口が先端に形成された気液噴出部材と、
供給される圧縮空気により液体を霧状にし、当該霧状の液体とともに圧縮空気を前記気液噴出部材に供給する噴霧器と、
前記気液噴出部材の上方に配設され、圧縮空気が噴出する気体噴出口が、前記気液噴出口の開口先に形成された気体噴出部材とを有し、
前記気体噴出口から噴出される圧縮空気及び前記気液噴出口から噴出される霧状の液体により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端及びこの先端部に付着したスパッタを冷却したうえで、
前記気液噴出口から噴出される霧状の液体及び圧縮空気により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去し、
前記気体噴出口から噴出される圧縮空気により、シールドノズル及びコンタクトチップに付着した液体を掻き落とすことを特徴とするアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項２】
気体噴出部材は、円弧状に屈曲された管であり、前記管の終端は閉塞され、前記管の内側面には、周方向所定角度をおいて前記円弧中心に開口した気体噴出口が複数形成され、
気液噴出部材の気液噴出口は、前記気体噴出部材の円弧中心方向に開口していることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項３】
気液噴出口から噴出される液体は、スパッタ付着防止液であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項４】
気液噴出部材の気液噴出口を先細り形状としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項５】
気体噴出部に供給される圧縮空気を冷却して冷気を生成する冷気生成部を更に有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項６】
冷気生成部は、
一端に冷風排出口が形成されるとともに、他端に熱気排出口が形成され、更に、一端側側面に圧縮空気が供給される圧縮空気流入口が形成された渦流管を有し、
前記圧縮空気流入口から供給された圧縮空気が、前記渦流管内で旋回しながら断熱膨張し、低温気体と高温気体に分離され、前記低温気体が前記冷風排出口から排出されるともに、前記高温気体が前記熱気排出口から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項７】
アーク溶接用トーチの気体噴出部材直上への侵入を検知する物体検知センサーと、
気体噴出部材及び噴霧器に供給される圧縮空気の流れを閉塞又は開放する電磁弁を更に有し、
前記物体検知センサーが、アーク溶接用トーチのスパッタ除去部の直上への侵入を検知した場合に、前記電磁弁を開放させ、
前記物体検知センサーが、アーク溶接用トーチを検知しなくなった場合に、前記電磁弁を閉塞させるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項８】
気液噴出部材を包容する有底筒状の液受けを更に有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項９】
液受けの底部には回収口が形成され、
前記回収口と噴霧器を接続する回収管と、
前記回収管の途中に設けられたポンプを更に有し、
気液噴出口から噴出され液受けで受けられた液体を、前記ポンプで回収口から噴霧器に送給して環流させることを特徴とする請求項８に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項１０】
噴霧器は、
圧縮空気が流入する流入口と、
圧縮空気及び霧状の液体が流出する流出口と、
前記流入口と前記流出口との間に形成された圧縮空気流路と、
前記圧縮空気流路の下方に、前記圧縮空気供給管と連通する密閉空間であり、液体が溜められる液溜まりと、
前記圧縮空気流路の上方に形成され、前記圧縮空気流路に連通している滴下部と、
その下端が前記飽き溜まりの下部に開放し、その上端が前記滴下部に接続しているサイフォンチューブとから構成され、
前記流入口に圧縮空気が供給されると、圧縮空気の圧力により前記液溜まりに溜められている液体が前記サイフォンチューブを通って、前記滴下部から前記圧縮空気流通路に滴下して、液体が霧状となり、当該霧状の液体及び圧縮空気が前記流出口から排出されることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ガスシールドアーク溶接に使用される溶接トーチのクリーナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車部品等の組立の際に、ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接等のガスシールドアーク溶接が利用されている。ガスシールドアーク溶接に用いられるアーク溶接用トーチ５０は、図５に示されるように、ソリッドワイヤーが送り出される略弾丸形状のコンタクトチップ５５と、このコンタクトチップ５５の基部を保持する円筒形状のチップホルダ５１と、コンタクトチップ５５及びチップホルダ５１を包容するように配設された筒状のシールドノズル５２と、シールドノズル５２及びチップホルダ５１が取り付けられるノズルホルダ５３とから構成されている。ガスシールドアーク溶接は、連続的に送り出されるソリッドワイヤーに、コンタクトチップ５１を介して大電流を流して、前記ソリッドワイヤーと被溶接部材との間でアークを発生させ（放電させ）、その際に発生する熱により、前記ソリッドワイヤーや被溶接部材を溶かして、被溶接部材を溶接する溶接方法である。溶接を行う際には、溶接箇所と空気とが接触することによるブローホールの発生を防止するために、チップホルダ５１に形成されたガス供給口５１ａからＣＯ２やアルゴン等の不活性ガスを供給し、シールドノズル５２の先端から溶接箇所に前記不活性ガスを供給して、溶接箇所と空気の接触を防止している。シールドノズル５２は、不活性ガスの拡散を防止し、確実に溶接箇所に不活性ガスを供給するためのものであり、ガスシールドアーク溶接には不可欠なものである。
【０００３】
溶接時には溶融金属の微粒子であるスパッタが発生して、溶接箇所から飛散してシールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着する。図５に示されるように、シールドノズル５２先端やコンタクトチップ５５の先端にスパッタ９９が蓄積すると、シールドノズル５２内の不活性ガスの流れが悪くなる。すると、溶接箇所への不活性ガスの供給が不十分となり、ブローホールが発生し溶接不良となってしまう。そこで、特許文献１に示されるように、表面にセラミックスコーティング層を形成し、スパッタが付着し難く、付着したとしても容易に除去することができるシールドノズルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９５１５５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されるシールドノズルを使用した場合には、従来の金属製のシールドノズルと比較して、表面にスパッタが付着し難いが、完全にスパッタの付着を防止することができなかった。このため、シールドノズルの表面にスパッタが蓄積した場合には、作業者が布等でシールドノズルの表面に付着したスパッタを拭き取って、スパッタを除去していた。例えば、自動化スポット溶接ラインの場合には、スパッタを除去するためにはライン自体を停止させなければならず、生産性が低下してしまうという問題があった。或いは、ラインを停止させずに、作業者がスパッタを除去することにすると、作業者の安全性を確保することができないという問題があった。
コンタクトチップ５５の先端にもスパッタが付着するが、コンタクトチップ５５は消耗品であるので、殆どの場合には、コンタクトチップ５５の先端にスパッタが蓄積する前にコンタクトチップ５５を交換するため問題が発生しないが、条件によっては、コンタクトチップ５５の交換時期前に、コンタクトチップ５５の先端にスパッタが蓄積し、前述したような問題が生じる場合があった。
本考案は、上記問題を解決し、シールドノズルやコンタクトチップの先端にスパッタが付着した場合に、シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去することができるアーク溶接用トーチクリーナを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の考案は、
ソリッドワイヤーが送り出されるコンタクトチップと、このコンタクトチップを包容するように配設され不活性ガスが供給されるシールドノズルを有するアーク溶接用トーチの前記シールドノズル及び前記コンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去するアーク溶接用トーチクリーナにおいて、
斜め上方に開口した気液噴出口が先端に形成された気液噴出部材と、
供給される圧縮空気により液体を霧状にし、当該霧状の液体とともに圧縮空気を前記気液噴出部材に供給する噴霧器と、
前記気液噴出部材の上方に配設され、圧縮空気が噴出する気体噴出口が、前記気液噴出口の開口先に形成された気体噴出部材とを有し、
前記気体噴出口から噴出される圧縮空気及び前記気液噴出口から噴出される霧状の液体により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端及びこの先端部に付着したスパッタを冷却したうえで、
前記気液噴出口から噴出される霧状の液体及び圧縮空気により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去し、
前記気体噴出口から噴出される圧縮空気により、シールドノズル及びコンタクトチップに付着した液体を掻き落とすことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、気体噴出部材は、円弧状に屈曲された管であり、前記管の終端は閉塞され、前記管の内側面には、周方向所定角度をおいて前記円弧中心に開口した気体噴出口が複数形成され、
気液噴出部材の気液噴出口は、前記気体噴出部材の円弧中心方向に開口していることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
これにより、管を円弧状に曲げるという簡単な方法で、気体噴出部材を製作することができ、また、方向所定角度をおいて前記円弧中心に開口した複数の気体噴出口から気体がシールドノズルやコンタクトチップに噴出するので、確実に、シールドノズルやコンタクトチップを冷却すること可能となり、確実に、シールドノズルやコンタクトチップに付着した液体を除去することが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載の考案は、請求項１又は請求項２に記載の考案において、
気液噴出口から噴出される液体は、スパッタ付着防止液であることを特徴とする。
これにより、アーク溶接時にスパッタがシールドノズルやコンタクトチップに付着し難くなり、例えスパッタがシールドノズルやコンタクトチップに付着したとしても、前記スパッタがシールドノズルやコンタクトチップに固着することがなく、本考案のアーク溶接用トーチクリーで前記スパッタを確実に除去することが可能となる。
【０００９】
請求項４に記載の考案は、請求項１〜請求項３に記載の考案において、
気液噴出部材の気液噴出口を先細り形状としたことを特徴とする。
これにより、液噴出口から噴出する霧状のスパッタ及び圧縮空気の流速が増大するので、確実に、シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去することが可能となる。
【００１０】
請求項５に記載の考案は、請求項１〜請求項４に記載の考案において、
気体噴出部に供給される圧縮空気を冷却して冷気を生成する冷気生成部を更に有することを特徴とする。
これにより、気体噴出口から噴出される冷気により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端及びこの先端部に付着したスパッタを確実に冷却することが可能となり、より確実に、前記スパッタをシールドノズルやコンタクトチップから剥がれやすい状態にすることが可能となる。
【００１１】
請求項６に記載の考案は、請求項５に記載の考案において、
冷気生成部は、
一端に冷風排出口が形成されるとともに、他端に熱気排出口が形成され、更に、一端側側面に圧縮空気が供給される圧縮空気流入口が形成された渦流管を有し、
前記圧縮空気流入口から供給された圧縮空気が、前記渦流管内で旋回しながら断熱膨張し、低温気体と高温気体に分離され、前記低温気体が前記冷風排出口から排出されるともに、前記高温気体が前記熱気排出口から排出されるように構成されていることを特徴とする。
これにより、確実に冷風を生成することが可能となり、また、冷気生成部は可動部品を有さないことから、冷気生成部の故障を排除することが可能となり、稼働率を大幅に向上させることが可能となる。
【００１２】
請求項７に記載の考案は、請求項１〜請求項６に記載の考案において、
アーク溶接用トーチの気体噴出部材直上への侵入を検知する物体検知センサーと、
気体噴出部材及び噴霧器に供給される圧縮空気の流れを閉塞又は開放する電磁弁を更に有し、
前記物体検知センサーが、アーク溶接用トーチのスパッタ除去部の直上への侵入を検知した場合に、前記電磁弁を開放させ、
前記物体検知センサーが、アーク溶接用トーチを検知しなくなった場合に、前記電磁弁を閉塞させるように構成したことを特徴とする。
これにより、本考案のアーク溶接用トーチクリーナが自動的に起動し、起動の手間が掛からない。また、アーク溶接用トーチの気体噴出部材の直上への侵入を検知しなくなった場合に、圧縮空気の供給が遮断されるので、エネルギーが無駄に消費されない。
【００１３】
請求項８に記載の考案は、請求項１〜請求項７に記載の考案において、
気液噴出部材を包容する上方が開口した有底筒状の液受けを更に有することを特徴とする。
これにより、気液噴出口から噴出される液体の飛散を防止することが可能となる。
【００１４】
請求項９に記載の考案は、請求項８に記載の考案において、
液受けの底部には回収口が形成され、
前記回収口と噴霧器を接続する回収管と、
前記回収管の途中に設けられたポンプを更に有し、
気液噴出口から噴出され液受けで受けられた液体を、前記ポンプで回収口から噴霧器に送給して環流させることを特徴とする。
これにより、液体が無駄に消費されることを防止することが可能となる。
【００１５】
請求項１０に記載の考案は、請求項１〜請求項９に記載の考案において、
噴霧器は、
圧縮空気が流入する流入口と、
圧縮空気及び霧状の液体が流出する流出口と、
前記流入口と前記流出口との間に形成された圧縮空気流路と、
前記圧縮空気流路の下方に、前記圧縮空気供給管と連通する密閉空間であり、液体が溜められる液溜まりと、
前記圧縮空気流路の上方に形成され、前記圧縮空気流路に連通している滴下部と、
その下端が前記飽き溜まりの下部に開放し、その上端が前記滴下部に接続しているサイフォンチューブとから構成され、
前記流入口に圧縮空気が供給されると、圧縮空気の圧力により前記液溜まりに溜められている液体が前記サイフォンチューブを通って、前記滴下部から前記圧縮空気流通路に滴下して、液体が霧状となり、当該霧状の液体及び圧縮空気が前記流出口から排出されることを特徴とする。
これにより、圧縮空気を利用して、液体を確実に霧状にすることが可能となり、また、また、噴霧器は可動部品を有さないことから、噴霧器の故障を排除することが可能となり、稼働率を大幅に向上させることが可能となる。
【考案の効果】
【００１６】
本考案によれば、シールドノズルやコンタクトチップの先端にスパッタが付着した場合に、気体噴出口から噴出される圧縮空気及び前記噴出口から噴出される霧状の液体により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端及びこの先端部に付着したスパッタが冷却されるので、スパッタとシールドノズルやコンタクトチップの冷却による収縮率は異なることから、スパッタが、シールドノズルやコンタクトチップから剥がれ易い状態となり、このように剥がれやすい状態で気液噴出口から噴出される霧状の液体及び圧縮空気をシールドノズル及びコンタクトチップの先端に当接させて、シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去させることとしたので、確実にシールドノズル及びコンタクトチップに付着したスパッタを除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の実施の形態を示すガスシールドアーク溶接用溶接トーチのクリーナ装置の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】冷風生成装置の内部構造を示した説明図である。
【図４】本考案の作用を表した説明図である。
【図５】ガスシールドアーク用溶接トーチの説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
（ガスシールドアーク用溶接トーチクリーナの構成）
以下に、図面を参照しつつ本考案の好ましい実施の形態を示す。ガスシールドアーク溶接用溶接トーチのクリーナ装置２０（以下、単にトーチクリーナ２０とする）は、主に、液受け１、気液噴出部材２、気体噴出部材３、支持部材４、ポンプ８、物体検知センサー９、冷風生成装置１１、噴霧器１２とから構成されている。
【００１９】
液受け１は、上方が開口した有底箱形形状である。液受け１の底面には、回収口１ａが形成されている。回収口１ａには、フィルター７が取り付けられている。液受け１の内側面にブロック形状の支持部材４が配設されている。支持部材４には、気液流通路４ａ及び気体流通路４ｂが形成されている。気液流通路４ａ及び気体流通路４ｂの出口側は、支持部材４の側面に開口し、液受け１内部の中央方向に開放している。気液流通路４ａの出口側には、気液噴出部材２が取り付けられている。気体流通路４ｂの出口側には、気体噴出部材３が取り付けられている。
【００２０】
図１や図２に示されるように、気液噴出部材２は、気液流通路４ａの出口側から、斜め上方に立ち上がっている。気液噴出部材２の先端に形成されている気液噴出口２ａは先細り形状となっている。液噴出口２ａは、斜め上方に開口している。
【００２１】
図１に示されるように、気体噴出部材３は、円管を曲げて形成した構造であり、略一周する円弧状に屈曲された気体噴出部３ｃと、気体噴出部３ｃの基端から直線状に延びる直線部３ｄとから構成されている。気体噴出部３ｃの終端３ｂは、閉塞されている。直線部３ｄの基端が、気体流通路４ｂの出口側に接続されている。図１に示されるように、気体噴出部３ｃの屈曲方向が水平面となるように、気体噴出部材３が配設されている。気体噴出部３ｃの内周面には、周方向所定角度をおいて複数の気体噴出口３ａが形成されている。図１に示される実施形態では、周方向９０°をおいて、４つの気体噴出口３ａが、気体噴出部材３ｃに形成されている。各気体噴出口３ａは、気体噴出部３ｃの円弧中心に開口している。言い換えると、各気体噴出口３ａは気液噴出口２ａの開口先方向に開口している。更に言い換えると、気液噴出部材２の先端は、気体噴出部３ｃの円弧中心方向を向いていて、気液噴出口２ａは、気体噴出部３ｃの円弧中心に開口している。
気体噴出部３ｃの円弧内径は、シールドノズル５２の外径よりも大きくなっている。このため、シールドノズル５２が、気体噴出部３ｃの内側に挿通可能となっている。
【００２２】
気体流通路４ｂの入口側は、冷気流通管１５により、冷風生成装置１１に接続している。冷風生成装置１１は、気体噴出部材３に冷風を供給する装置である。液受け１の上部には、物体検知センサー９が配設されている。気液流通路４ａの入口側は、気液流通管１４により、噴霧器１２に接続している。
物体検知センサー９は、ガスシールドアーク用溶接トーチ５０（シールドノズル５２）の、気体噴出部３ｃの直上への侵入を検知するセンサーである。物体検知センサー９には、発光部と受光部を有する光電式、超音波式の近接センサー、機械式のリミットスイッチが含まれる。物体検知センサー９は、後述する電磁弁１６、電磁弁１７及びポンプ８と接続している。
【００２３】
図３を用いて、本実施形態の冷風生成装置１１の説明をする。なお、図３において、（Ａ）は冷風生成装置１１の外観図であり、（Ｂ）は冷風生成装置１１の模式図である。本実施形態では、冷風生成装置１１は、所謂ボルテックスチューブと呼ばれるものであり、圧縮空気の熱エネルギーを高温と低温に分離する機能を有するものである。円筒状の渦流管１１ａの先端には、冷風排出口１１ｆが形成されている。渦流管１１ａの先端部の側面には圧縮空気流入口１１ｄが形成されている。渦流管１１ａの基端には熱気排出口１１ｅが形成されている。熱気排出口１１ｅには、円錐型の流量弁１１ｊが配設されている。冷風排出口１１ｆには、冷気流通管１５が接続している。圧縮空気流入口１１ｄには、圧縮空気が供給される圧縮空気供給管４１が接続している。圧縮空気供給管４１には、電磁弁１６が取り付けられている。圧縮空気供給管４１には、流量調整弁１８が取り付けられている。この流量調整弁１８により、圧縮空気供給管４１に供給される圧縮空気の流量を調整することができる。
【００２４】
電磁弁１６が開放すると、高速の圧縮空気が圧縮空気流入口１１ｄから渦流管１１ａ内に供給される。すると、高速の圧縮空気は、渦流管１１ａ内の内壁面付近で旋回運動を繰り返しながら、急激に断熱膨張（減圧）し、冷風排出口１１ｆ側に移動した後に、流量弁１１ｊで反転し、渦流管１１ａの中心付近（軸線付近）を通って、冷風排出口１１ｆ側に移動し、冷風排出口１１ｆから排出される。この際に、高速の圧縮気体は、渦流管１１ａの壁面付近を流れる高温流体と、渦流管１１ａの中心付近を流れる低温気体に分離される。分離された低温気体は、冷風として、冷風排出口１１ｆから排出される。一方で、分離された高温気体は、熱気として、熱気排出口１１ｅから排出される。冷風排出口１１ｆから排出された冷風は、冷気流通管１５を介して、気体噴出部材３に供給される。なお、本実施形態の冷風生成部１１は、外気温（圧縮空気の温度）に対して、最大で７０℃低い冷風を生成することができる。なお、流量弁１１ｊを調節することにより、冷風排出口１１ｆと熱気排出口１１ｅからそれぞれ排出される冷風及び熱気の流量の比率を調節することができ、更に、冷風排出口１１ｆから排出される冷風の温度も調節することができるようになっている。
なお、冷風生成部１１は、図３に示された実施形態に限定されず、渦流管１１ａ内で旋回流を発生させて、圧縮空気の熱エネルギーを高温と低温に分離する構造のものであれば全て含まれる。例えば、渦流管１１ａ内に、螺旋状に巻かれた細い旋回管を配設し、当該旋回管内に高圧の圧縮空気を供給して、旋回流を発生させ、圧縮空気の熱エネルギーを高温と低温に分離して、冷風を生成する構造であっても差し支えない。
なお、冷風生成装置１１を、ペルチェ素子や冷却サイクル等の冷却手段と、前記冷却手段で生成された冷気を気体噴出部材３に冷気を供給するブロア等の気体供給手段とから構成しても差し支えない。
【００２５】
噴霧器１２は、密閉箱形形状であり、側面に流入口１２ａが形成され、この流入口１２ａと対向する位置に流出口１２ｂが形成されている。流入口１２ａには、圧縮空気が供給される圧縮空気供給管４２が接続している。圧縮空気供給管４２には、電磁弁１７及び流量調整弁１９が取り付けられている。この流量調整弁１９により、圧縮空気供給管４２に供給される圧縮空気の流量を調整することができる。流出口１２ｂには、気液流通管１４が接続している。
【００２６】
流入口１２ａと流出口１２ｂの間には、圧縮空気流路１２ｃが形成されている。圧縮空気流路１２ｃの途中部分には、流路面積が狭まっている狭窄部１２ｇが形成されている。圧縮空気流路１２ｃを流通する圧縮空気は、狭窄部１２ｇで急速の流速が速くなる。圧縮空気流路１２ｃの下方には、圧縮空気流路１２ｃと連通している密閉空間である液溜まり１２ｄが形成されている。液溜まり１２ｄには、スパッタ付着防止液が溜められている。スパッタ付着防止液は、炭化水素類、飽和脂肪酸、界面活性剤等から構成されている。液溜まり１２ｄ内には、サイフォンチューブ１２ｅが配設されている。サイフォンチューブ１２ｅの下端は、液溜まり１２ｄの下部に開放している。サイフォンチューブ１２ｅの上端は、圧縮空気流路１２ｃの上部に形成された滴下部１２ｆに接続している。滴下部１２ｆは、狭窄部１２ｇの下流側に連通している。
【００２７】
電磁弁１７が開放すると、圧縮空気が圧縮空気流路１２ｃに流入する。すると、圧縮空気流路１２ｃと連通している液溜まり１２ｄの圧力が高くなり、液溜まり１２ｄに溜められているスパッタ付着防止液がサイフォンチューブ１２ｅを通って、滴下部１２ｃから狭窄部１２ｇの下流側に滴下する。すると、滴下されたスパッタ付着防止液が、狭窄部１２ｇで流速が速くなっている圧縮空気と当接し、スパッタ付着防止液が霧状になる。霧状となったスパッタ付着防止液は、圧縮空気とともに、気液噴出部材２に供給される。
【００２８】
液受け１の底面に形成された回収口１ａと液溜まり１２ｄは、回収管１３で接続されている。回収管１３の途中部分には、ポンプ８が取り付けられている。ポンプ８が駆動すると、液受け１に溜まったスパッタ付着防止液が、フィルター７で濾過されて、回収口１ａから液溜まり１２ｄに送給されて再び環流するようになっている。
【００２９】
（本考案の作用）
次に、図４を用いて、本考案の作用について説明する。アーク溶接用トーチ５０を、気体噴出部材３の気体噴出部３ｃの直上に移動させると、物体検知センサー９からの検知信号によって、電磁弁１６が開放して、冷風生成部１１に圧縮空気が供給さ、気体噴出部３ｃの気体噴出口３ａから冷気が噴出する。更に、物体検知センサー９からの検知信号によって、電磁弁１７が開放し、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから、霧状のスパッタ付着防止液が圧縮空気とともに噴出する。（図４の（Ａ）の状態）。
【００３０】
更に、アーク溶接用トーチ５０を下降させ、図４の（Ｂ）に示されるように、コンタクトチップ５５の先端が、気体噴出部３ｃの気体噴出口３ａと同じ高さに位置すると、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ付着防止液が、コンタクトチップ５５の先端、コンタクトチップ５の先端に付着したスパッタ９９ｂ、シールドノズル５２の先端、及び、シールドノズル５２の先端に付着したスパッタ９９ａに当接して、コンタクトチップ５５、シールドノズル５２の先端、及びスパッタ９９ａ、９９ｂが瞬間的に冷却される。また、気体噴出部３ｃの気体噴出口３ａから噴出した冷気が、コンタクトチップ５５の先端、コンタクトチップ５の先端に付着したスパッタ９９ｂ、シールドノズル５２の先端、及び、シールドノズル５２の先端に付着したスパッタ９９ａに当接して、コンタクトチップ５５、シールドノズル５２の先端、及びスパッタ９９ａ、９９ｂが瞬間的に冷却される。一般的にコンタクトチップ５５は、クロム銅等の銅合金で構成され、シールドノズル５５もまたスパッタの付着を防止するため鉄系金属と異なる材質である銅や銅合金で構成されている。スパッタ９９とシールドノズル５２やコンタクトチップ５５とは熱膨張率が異なるため、シールドノズル５２やコンタクトチップ５５、スパッタ９９ａ、９９ｂが冷却されると、スパッタ９９ａ、９９ｂとシールドノズル５２やコンタクトチップ５５は異なる収縮率で収縮する。このため、スパッタ９９ａ、９９ｂが、シールドノズル５２やコンタクトチップ５５から剥がれ易い状態となる。
【００３１】
図４の（Ｃ）に示されるように、シールドノズル５２の先端が、気体噴出部３ｃに挿通する位置にまで、アーク溶接用トーチ５０が下降し、シールドノズル５２及びコンタクトチップ５５の先端に、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ及び圧縮空気が当接すると、前述したように、スパッタ９９ａ、９９ｂがシールドノズル５２やコンタクトチップ５５から剥がれ易い状態となっているので、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ及び圧縮空気により、シールドノズル５２及びコンタクトチップ５５の先端に付着したスパッタ９９ａ、９９ｂが剥がれ落ちる。この状態では、気体噴出口３ａから噴出した冷気の気流は、シールドノズル５２の外周面によって気体噴出部３ｃの円弧中心方向に進むことができず、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ及び圧縮空気が、噴出口３ａから噴出した冷気の流れに邪魔されることなく、シールドノズル５２及びコンタクトチップ５５の先端に当接する。本実施形態では、気液噴出口２ａは先細り形状となっていて、気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ及び圧縮空気の流速が増大するので、確実に、シールドノズル５２及びコンタクトチップ５５の先端に付着したスパッタ９９ａ、９９ｂが剥がれ落ちるようになっている。この際に、図４の（Ｃ）に示されるように、スパッタ付着液９８がシールドノズル５２及びコンタクトチップ５５に付着する。
【００３２】
次に、アーク溶接用トーチ５０を引き上げると、気体噴出部３ｃの気体噴出口３ａから噴出する冷気によって、シールドノズル５２及びコンタクトチップ５５に付着した余分なスパッタ付着防止液４９が掻き落とされる。このため、溶接時にスパッタ付着防止液が溶接部に滴下することがなく、スパッタ付着防止液の溶接部への滴下による溶接不良を防止することが可能となる。
なお、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出したスパッタ付着防止液は、液受け１ａで回収され、フィルター７で、スパッタ等の異物が除去されたうえ、回収口１ａから回収管１３を流通して、液溜まり１２ｄに再び環流するので、スパッタ付着防止液が無駄に消費されない。
【００３３】
アーク溶接用トーチ５０が上方に引き上げられ、物体検知センサー９が、アーク溶接用トーチ５０を検知しなくなった場合は、電磁弁１６及び電磁弁１７が閉塞し、冷風生成部１１及び噴霧器１２への圧縮空気の供給が遮断されるとともに、ポンプ８が停止する。
【００３４】
なお、ロボットアームに取り付けられているアーク溶接用トーチ５０を、所定の溶接回数毎に（或いは、所定時間毎に）、トーチクリーナ２０でスパッタ除去を行うことにすると、気体噴出部３ｃの気体噴出口３ａから噴出する冷気及び気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ付着防止液により、コンタクトチップ５５が冷却され、コンタクトチップ５５が軟化しない温度に保つことができ、コンタクトチップ５５の寿命がコンタクトチップ５５を冷却しない場合と比べて、約２倍となる。また、定期的にシールドノズル５２及びコンタクトチップ５５の先端に、スパッタ付着防止液が、塗布されるので、シールドノズル５２及びコンタクトチップ５５の先端にスパッタが着きにくい状態が維持される。
なお、表面にセラミックスコーティング層が形成されたシールドノズル５２を使用すると、シールドノズル５２表面にスパッタ９９が付着し難く、スパッタ９９が付着したとしてもシールドノズル５２に固着することがないので、より確実に、本考案のトーチクリーナ２０で、スパッタ９９を除去することが可能となる。
【００３５】
（総括）
以上説明した実施形態では、気体噴出部材３に冷気を供給しているが、冷却していない圧縮空気を気体噴出部材３に供給したとしても、加熱されているコンタクトチップ５５、シールドノズル５２の先端、及びスパッタ９９ａ、９９ｂが冷却され、更に、気液噴出部材２の気液噴出口２ａから噴出する霧状のスパッタ付着防止液によってコンタクトチップ５５、シールドノズル５２の先端、及びスパッタ９９ａ、９９ｂが冷却されるので、スパッタ９９ａ、９９ｂがシールドノズル５２やコンタクトチップ５５から剥がれ易い状態となり、コンタクトチップ５５の過熱を防止して、コンタクトチップ５５の軟化を防止することが可能となる。
【００３６】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本考案を説明したが、本考案は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲および明細書全体から読み取れる考案の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うガスシールドアーク溶接用溶接トーチのクリーナ装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００３７】
１      液受け
１ａ    回収口
２      気液噴出部材
２ａ    気液噴出口
３      気体噴出部材
３ａ    気体噴出口
３ｂ    終端
３ｃ    気体噴出部
３ｄ    直線部
４      支持部材
４ａ    気液流通路
４ｂ    気体流通路
７      フィルター
８      ポンプ
９      物体検知センサー
１１    冷風生成装置
１１ａ  渦流管
１１ｄ  圧縮空気流入口
１１ｅ  熱気排出口
１１ｆ  冷風排出口
１１ｊ  流量弁
１２    噴霧器
１２ａ  流入口
１２ｂ  流出口
１２ｃ  圧縮空気流路
１２ｄ  液溜まり部
１２ｅ  サイフォンチューブ
１２ｆ  滴下部
１２ｇ  狭窄部
１４    気液流通管
１５    気体流通管
１６    電磁弁
１７    電磁弁
１８    流量調整弁
１９    流量調整弁
２０    ガスシールドアーク溶接用溶接トーチのクリーナ装置
４１    圧縮空気供給管
４２    圧縮空気供給管
５０    アーク溶接用トーチ
５１    チップホルダ
５１ａ  ガス供給口
５２    シールドノズル
５３    ノズルホルダ
５５    コンタクトチップ
９８    スパッタ付着防止液
９９    スパッタ
【図１】
0003158261.tif 000003
【図２】
0003158261.tif 000004
【図３】
0003158261.tif 000005
【図４】
0003158261.tif 000006
【図５】
0003158261.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月20日(2010.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の考案は、
ソリッドワイヤーが送り出されるコンタクトチップと、このコンタクトチップを包容するように配設され不活性ガスが供給されるシールドノズルを有するアーク溶接用トーチの前記シールドノズル及び前記コンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去するアーク溶接用トーチクリーナにおいて、
斜め上方に開口した気液噴出口が先端に形成された気液噴出部材と、
供給される圧縮空気により液体を霧状にし、当該霧状の液体とともに圧縮空気を前記気液噴出部材に供給する噴霧器と、
前記気液噴出部材の上方に配設され、圧縮空気が噴出する気体噴出口が、前記気液噴出口の開口先に形成された気体噴出部材とを有することを特徴とする。
このため、前記気体噴出口から噴出される圧縮空気及び前記気液噴出口から噴出される霧状の液体により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端及びこの先端部に付着したスパッタを冷却したうえで、
前記気液噴出口から噴出される霧状の液体及び圧縮空気により、シールドノズル及びコンタクトチップの先端に付着したスパッタが除去され、
前記気体噴出口から噴出される圧縮空気により、シールドノズル及びコンタクトチップに付着した液体が掻き落とされる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、気体噴出部材は、円弧状に屈曲された管であり、前記管の終端は閉塞され、前記管の内側面には、周方向所定角度をおいて前記管の円弧中心に開口した気体噴出口が複数形成され、
気液噴出部材の気液噴出口は、前記気体噴出部材の円弧中心方向に開口していることを特徴とする。
これにより、管を円弧状に曲げるという簡単な方法で、気体噴出部材を製作することができ、また、方向所定角度をおいて前記円弧中心に開口した複数の気体噴出口から気体がシールドノズルやコンタクトチップに噴出するので、確実に、シールドノズルやコンタクトチップを冷却すること可能となり、確実に、シールドノズルやコンタクトチップに付着した液体を除去することが可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項１０に記載の考案は、請求項１〜請求項９に記載の考案において、
噴霧器は、
圧縮空気が流入する流入口と、
圧縮空気及び霧状の液体が流出する流出口と、
前記流入口と前記流出口との間に形成された圧縮空気流路と、
前記圧縮空気流路の下方に、前記圧縮空気流路と連通する密閉空間であり、液体が溜められる液溜まりと、
前記圧縮空気流路の上方に形成され、前記圧縮空気流路に連通している滴下部と、
その下端が前記液溜まりの下部に開放し、その上端が前記滴下部に接続しているサイフォンチューブとから構成され、
前記流入口に圧縮空気が供給されると、圧縮空気の圧力により前記液溜まりに溜められている液体が前記サイフォンチューブを通って、前記滴下部から前記圧縮空気流路に滴下して、液体が霧状となり、当該霧状の液体及び圧縮空気が前記流出口から排出されるように構成されていることを特徴とする。
これにより、圧縮空気を利用して、液体を確実に霧状にすることが可能となり、また、また、噴霧器は可動部品を有さないことから、噴霧器の故障を排除することが可能となり、稼働率を大幅に向上させることが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドワイヤーが送り出されるコンタクトチップと、このコンタクトチップを包容するように配設され不活性ガスが供給されるシールドノズルを有するアーク溶接用トーチの前記シールドノズル及び前記コンタクトチップの先端に付着したスパッタを除去するアーク溶接用トーチクリーナにおいて、
斜め上方に開口した気液噴出口が先端に形成された気液噴出部材と、
供給される圧縮空気により液体を霧状にし、当該霧状の液体とともに圧縮空気を前記気液噴出部材に供給する噴霧器と、
前記気液噴出部材の上方に配設され、圧縮空気が噴出する気体噴出口が、前記気液噴出口の開口先に形成された気体噴出部材とを有することを特徴とするアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項２】
気体噴出部材は、円弧状に屈曲された管であり、前記管の終端は閉塞され、前記管の内側面には、周方向所定角度をおいて前記管の円弧中心に開口した気体噴出口が複数形成され、
気液噴出部材の気液噴出口は、前記気体噴出部材の円弧中心方向に開口していることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項３】
気液噴出口から噴出される液体は、スパッタ付着防止液であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項４】
気液噴出部材の気液噴出口を先細り形状としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項５】
気体噴出部に供給される圧縮空気を冷却して冷気を生成する冷気生成部を更に有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項６】
冷気生成部は、
一端に冷風排出口が形成されるとともに、他端に熱気排出口が形成され、更に、一端側側面に圧縮空気が供給される圧縮空気流入口が形成された渦流管を有し、
前記圧縮空気流入口から供給された圧縮空気が、前記渦流管内で旋回しながら断熱膨張し、低温気体と高温気体に分離され、前記低温気体が前記冷風排出口から排出されるともに、前記高温気体が前記熱気排出口から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項７】
アーク溶接用トーチの気体噴出部材直上への侵入を検知する物体検知センサーと、
気体噴出部材及び噴霧器に供給される圧縮空気の流れを閉塞又は開放する電磁弁を更に有し、
前記物体検知センサーが、アーク溶接用トーチのスパッタ除去部の直上への侵入を検知した場合に、前記電磁弁を開放させ、
前記物体検知センサーが、アーク溶接用トーチを検知しなくなった場合に、前記電磁弁を閉塞させるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項８】
気液噴出部材を包容する有底筒状の液受けを更に有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項９】
液受けの底部には回収口が形成され、
前記回収口と噴霧器を接続する回収管と、
前記回収管の途中に設けられたポンプを更に有し、
気液噴出口から噴出され液受けで受けられた液体を、前記ポンプで回収口から噴霧器に送給して環流させることを特徴とする請求項８に記載のアーク溶接用トーチクリーナ。
【請求項１０】
噴霧器は、
圧縮空気が流入する流入口と、
圧縮空気及び霧状の液体が流出する流出口と、
前記流入口と前記流出口との間に形成された圧縮空気流路と、
前記圧縮空気流路の下方に、前記圧縮空気流路と連通する密閉空間であり、液体が溜められる液溜まりと、
前記圧縮空気流路の上方に形成され、前記圧縮空気流路に連通している滴下部と、
その下端が前記液溜まりの下部に開放し、その上端が前記滴下部に接続しているサイフォンチューブとから構成され、
前記流入口に圧縮空気が供給されると、圧縮空気の圧力により前記液溜まりに溜められている液体が前記サイフォンチューブを通って、前記滴下部から前記圧縮空気流路に滴下して、液体が霧状となり、当該霧状の液体及び圧縮空気が前記流出口から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のアーク溶接用トーチクリーナ。