(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と被溶接物とをシールドガスによりシールドしつつ該電極と被溶接物との間に電圧を印加させてアークを発生させ、該アークにより前記被溶接物を溶融させて溶接するガス溶接機に用いられ、前記被溶接物を固定台上に固定するためのクランプであって、
該クランプを非導電材料により構成したことを特徴とするガス溶接機用クランプ。
【請求項２】
前記非導電材料は、耐熱性樹脂であることを特徴とする請求項１記載のガス溶接用クランプ。
【請求項３】
電極と被溶接物とをシールドガスによりシールドしつつ該電極と前記被溶接物との間に電圧を印加させてアークを発生させ、該アークにより前記被溶接物を溶融させて溶接するガス溶接機に用いられ、前記被溶接物を固定台上に固定するためのクランプであって、
該クランプを導電材料により構成し、かつ、少なくとも前記被溶接物に接する部分を第１の絶縁材料により被覆したことを特徴とするガス溶接機用クランプ。
【請求項４】
前記クランプは、第２の絶縁材料を介してクランプアーム部に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載のガス溶接機用クランプ。
【請求項５】
前記第２の絶縁材料は、セラミックスまたは耐熱性樹脂のいずれか１種であることを特徴とする請求項４記載のガス溶接機用クランプ。
【請求項６】
前記クランプに、該クランプの絶縁状態を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項３、４または５記載のガス溶接機用クランプ。
【請求項７】
前記検出手段に、前記クランプの絶縁状態が低下した場合に警告を発生する警告手段を設けたことを特徴とする請求項６記載のガス溶接機用クランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス溶接機用クランプに関し、特に、電極に対してクランプを近づけても前記電極と該クランプの間にアークが生ずる虞がなく、したがって、溶接不良が生じることの無いガス溶接機用クランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスをシールドガスとして用い、タングステン（Ｗ）等の高融点金属の電極と被溶接物との間にアークを発生させて溶接を行なうイナートガスタングステンアーク法（以下、ＴＩＧ溶接と称する）がある。
【０００３】
図２は、従来のＴＩＧ溶接に用いられるＴＩＧ溶接機の溶接部の一例を示す概略構成図であり、図において、１は溶接部をシールドするシールドガスを流下させるためのシールドカップ、２はシールドカップ１の下端部中央に垂直に設けられ円錐状の先端部を有するタングステン（Ｗ）からなる電極、３は電極２の下方に対向配置された溶接すべき板状の材料（被溶接物）、４は上面が該材料３を載置するための平坦面とされたバックバー（固定台）、５は熱伝導のよい金属材料により構成される材料３を押さえるために電極２を挟んで対向配置されたクランプである。ここでは、クランプ５、５間の幅Ｗを３ｍｍ、電極２と材料３との間のアーク長ａを１．０ｍｍ、材料３の板厚ｔを０．１８３ｍｍとしている。
【０００４】
このＴＩＧ溶接機では、電極２と材料３との間の溶接部をＡｒやＨｅ等の不活性ガスを用いて周囲よりシールドし、この電極２の先端と材料３との間に電圧を印加することにより該電極２と材料３との間にアークを発生させ、このアークにより生ずる高温により材料３を溶融し溶接している。
この溶接部近くは高温になるために、溶接される材料３はこの高温の影響を受けて歪や変形を起こす虞があるので、この材料３をクランプ５で押さえつつ溶接部からの熱を吸収・放散し、この材料３に歪や変形が生じないようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＴＩＧ溶接機では、クランプ５を溶接部に近づけた場合に、電極２の先端部と材料３との距離と、クランプ５と電極２との距離に大差が無くなると、クランプ５の材料３に対する熱吸収性及び歪防止性は向上するものの、クランプ５が電極２に近づきすぎるために、クランプ５と電極２との間にアークが発生するようになってしまい、溶接ができなくなってしまうという不都合が生じるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、クランプを溶接部に近づけた場合においても、電極の先端部と被溶接物との間に確実にアークを発生させて被溶接物を確実に溶接することができ、しかも、溶接後の被溶接物に歪や変形が生じることの無いガス溶接機用クランプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のようなガス溶接機用クランプを採用した。
すなわち、本発明の請求項１記載のガス溶接機用クランプは、電極と被溶接物とをシールドガスによりシールドしつつ該電極と被溶接物との間に電圧を印加させてアークを発生させ、該アークにより前記被溶接物を溶融させて溶接するガス溶接機に用いられ、前記被溶接物を固定台上に固定するためのクランプであって、該クランプを非導電材料により構成したものである。
【０００８】
請求項２記載のガス溶接機用クランプは、前記非導電材料を耐熱性樹脂としたものである。
【０００９】
請求項３記載のガス溶接機用クランプは、電極と被溶接物とをシールドガスによりシールドしつつ該電極と前記被溶接物との間に電圧を印加させてアークを発生させ、該アークにより前記被溶接物を溶融させて溶接するガス溶接機に用いられ、前記被溶接物を固定台上に固定するためのクランプであって、該クランプを導電材料により構成し、かつ、少なくとも前記被溶接物に接する部分を第１の絶縁材料により被覆したものである。
【００１０】
請求項４記載のガス溶接機用クランプは、前記クランプを、第２の絶縁材料を介してクランプアーム部に取り付けたものである。
請求項５記載のガス溶接機用クランプは、前記第２の絶縁材料を、セラミックスまたは耐熱性樹脂のいずれか１種としたものである。
【００１１】
請求項６記載のガス溶接機用クランプは、前記クランプに、該クランプの絶縁状態を検出する検出手段を設けたものである。
請求項７記載のガス溶接機用クランプは、前記検出手段に、前記クランプの絶縁状態が低下した場合に警告を発生する警告手段を設けたものである。
【００１２】
本発明の請求項１または２記載のガス溶接機用クランプでは、クランプを非導電材料により構成したことにより、該クランプと電極との間にアークが発生する虞が無く、該クランプを溶接部に非常に近づけた状態で被溶接物を押さえることが可能になり、被溶接物の歪や変形を防止することが可能になる。これにより、クランプを溶接部に近接した場合においても、アークは溶接部に集中し、電極の先端部と被溶接物との間に確実にアークが発生する。これにより、被溶接物が確実に溶接されるので溶接の再現性が向上し、溶接不良等が生じる虞がなくなる。
【００１３】
請求項３、４または５記載のガス溶接機用クランプでは、クランプを導電材料により構成し、かつ、少なくとも前記被溶接物に接する部分を第１の絶縁材料により被覆したことにより、前記被溶接物を溶接部に近接した位置でクランプにより押さえることが可能になり、該クランプによる放熱が向上し、前記被溶接物の歪や変形を防止することが可能になる。また、クランプを溶接部に近接した場合においても、クランプと電極との間にアークが発生する虞が無くなり、アークは溶接部に集中し、電極の先端部と被溶接物との間に確実にアークが発生する。これにより、被溶接物が確実に溶接され、溶接の再現性が向上し、溶接不良等が生じる虞がなくなる。
【００１４】
請求項６記載のガス溶接機用クランプでは、前記クランプに、該クランプの絶縁状態を検出する検出手段を設けたことにより、該クランプの絶縁状態を常に監視し、該クランプの絶縁状態の低下を直ちに知ることが可能になる。これにより、クランプと電極との間にアークが発生するのを未然に防止し、溶接の失敗を未然に防止することが可能になる。
【００１５】
請求項７記載のガス溶接機用クランプは、前記検出手段に、前記クランプの絶縁状態が低下した場合に警告を発生する警告手段を設けたことにより、前記クランプの絶縁状態が低下したことを直ちに知らせることが可能になり、該クランプと前記電極との間にアークが発生するのを未然に防止し、溶接の失敗を未然に防止することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス溶接機用クランプの一実施形態について図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態のＴＩＧ溶接機のクランプ部分を示す概略構成図であり、このＴＩＧ溶接機は溶接電流が２０Ａ以上と高いものである。
【００１７】
この図において、１１ａ、１１ｂはシールドカップ１及び電極２を挟んで中央に向かって斜めに対向配置されたクランプアーム、１２はクランプアーム１１ａ、１１ｂそれぞれの先端部下面に設けられた絶縁材料、１３ａ、１３ｂは絶縁材料１２を介してクランプアーム１１ａ、１１ｂそれぞれの先端部下面に固定され先端部が下方に向かいかつ鋭利とされたクランプ、１４はクランプ１３ａ、１３ｂそれぞれを覆うようにコーティング（被覆）されたコーティング部である。
【００１８】
前記クランプアーム１１ａ、１１ｂは、熱伝導性の良い金属からなる導電材料により構成され、図中上下方向及び左右方向に移動自在である。また、絶縁材料１２はクランプアーム１１ａ、１１ｂ及びクランプ１３ａ、１３ｂ双方に対して絶縁性を確保するもので、セラミックスあるいは絶縁性の良い耐熱性樹脂のいずれかにより構成されている。
【００１９】
クランプ１３ａ、１３ｂは熱伝導性の良い金属からなる導電材料により構成されている。コーティング部１４は耐熱性のある材料、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、シリカ（ＳｉＯ2）等のセラミックス、あるいはフッ素樹脂（テフロン）等の耐熱性樹脂により構成されている。
【００２０】
また、１５は入側溶接用のクランプ１３ａとバックバー４との間に接続されたリレー接点、１６は出側溶接用のクランプ１３ｂとバックバー４との間に接続されたリレー接点であり、このリレー接点１５（１６）はクランプ１３ａ（１３ｂ）の絶縁状態が低下した際にＯＮ状態となることにより、絶縁状態が低下したことを検出するものである。
【００２１】
また、１７はリレー接点１５に直列に接続された検出電源、１８はリレー接点１６に直列に接続された検出電源であり、ここでは検出電源１７、１８は２４ＶのＤＣ電源が用いられる。そして、リレー接点１５と検出電源１７、及びリレー接点１６と検出電源１８によりそれぞれ検出手段が構成されている。
【００２２】
また、図示しないが、クランプ１３ａ、１３ｂそれぞれには、リレー接点１５（１６）がＯＮ状態となった場合に点灯表示するためのＬＰが接続されており、これらのＬＰはリレー接点１５（１６）がＯＦＦ状態が確認されるまで、すなわちクランプ１３ａ（１３ｂ）の絶縁状態が良好と確認されるまで点灯し続けるようになっている。さらに、溶接クランプ１３ａ（１３ｂ）の絶縁状態が低下した際にリレー接点１５（１６）がＯＮ状態となったことを受けて警告を発生するブザー（警告手段）も設けられている。
【００２３】
次に、このＴＩＧ溶接機の動作について説明する。
まず、バックバー４上の所定位置に被溶接物である材料３を載置し、クランプアーム１１ａ、１１ｂを下降させてクランプ１３ａ、１３ｂの先端部で前記材料３の溶接部近傍を押圧する。次いで、シールドカップ１を下降させて電極２を材料３の上方の所定位置に固定し、次いで、シールドカップ１によりこの溶接部にＡｒガス（またはＨｅガス）等の不活性ガスを導入し、電極２と材料３との間に２０Ａ以上の電流を通電しアーク放電を起こさせ、このアークによる高温により材料３の溶接すべき部分を溶融し溶接する。
【００２４】
ここでは、クランプ１３ａ、１３ｂは、コーティング部１４により被覆されているので、溶接部近傍の材料３の表面をクランプ１３ａ、１３ｂで押さえると、溶接部の熱がコーティング部１４及び溶接クランプ１３ａ、１３ｂを経由してクランプアーム１１ａ、１１ｂより速やかに放散され、クランプ１３ａ、１３ｂの放熱性が向上する。また、溶接部近傍の材料３表面をクランプ１３ａ、１３ｂで押さえることが可能になるので、材料３の歪や変形が防止される。これにより、クランプ１３ａ、１３ｂを溶接部近傍に配置した場合においても、クランプ１３ａ、１３ｂと電極２との間にアークが発生する虞が無くなり、電極２の先端部と材料３との間に確実にアークを発生させることができる。
【００２５】
ここで、クランプ１３ａ（１３ｂ）の絶縁状態が低下した場合、この絶縁状態の低下によりリレー接点１５（１６）が働きＯＮ状態となり、同時に図示しないＬＰを点灯させるとともにブザーが警告音を発し絶縁状態の低下を知らせる。このＬＰの点灯及びブザーの警告音によりクランプ１３ａ（１３ｂ）の絶縁状態の低下を知らせることができ、速やかに対策を立てることができる。
【００２６】
本実施形態のＴＩＧ溶接機のクランプ１３ａ、１３ｂによれば、クランプ１３ａ、１３ｂを覆うようにコーティング部１４により被覆したので、クランプ１３ａ、１３ｂによる放熱性を向上させることができる。また、溶接部近傍の材料３表面をクランプ１３ａ、１３ｂで押さえることができるので、該材料３の歪や変形を防止することができる。
【００２７】
また、クランプ１３ａ、１３ｂを溶接部近傍に配置した場合においても、クランプ１３ａ、１３ｂと電極２との間にアークが発生する虞が無くなるので、電極２の先端部と材料３との間に確実にアークを発生させることができる。したがって、溶接すべき材料３が確実に溶接されるので、溶接の再現性を向上させることができ、溶接不良等が生じる虞が無い。
【００２８】
なお、本実施形態のＴＩＧ溶接機では、クランプ１３ａ、１３ｂそれぞれを覆うようにコーティング部１４をコーティングした構成としたが、クランプ１３ａ、１３ｂそれぞれの材料３に接する部分、あるいはその周囲を含めた部分をコーティング部１４により被覆した構成としてもよい。
また、クランプ１３ａ、１３ｂの材質自体を導電性の金属材料からフッ素樹脂等の非導電性の耐熱性樹脂に替えた構成としても良い。この場合、耐熱性樹脂は金属材料と比べて耐熱性が劣るので、溶接電流が２０Ａ以下のものに対して有効であり、溶接電流が２０Ａ以上のものに対しては好ましくない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の請求項１または２記載のガス溶接機用クランプによれば、クランプを非導電材料により構成したので、溶接部近傍の被溶接物をクランプで押さえることができ、被溶接物の歪や変形を防止することができる。また、クランプを溶接部近傍に配置した場合においてもクランプと電極との間にアークが発生する虞が無く、電極の先端部と被溶接物との間にアークを確実に発生させることができる。したがって、被溶接物が確実に溶接されるので、溶接の再現性を向上させることができ、溶接不良等が生じる虞が無い。
【００３０】
請求項３、４または５記載のガス溶接機用クランプによれば、クランプを導電材料により構成し、かつ、少なくとも前記被溶接物に接する部分を第１の絶縁材料により被覆したので、溶接部近傍の被溶接物をクランプで押さえることができ、該クランプによる放熱性を向上させることができる。また、溶接部近傍の被溶接物をクランプで押さえることができるので、被溶接物の歪や変形を防止することができる。また、クランプを溶接部近傍に配置した場合においてもクランプと電極との間にアークが発生する虞が無く、電極の先端部と被溶接物との間に確実にアークを発生させることができる。したがって、被溶接物が確実に溶接されるので、溶接の再現性を向上させることができ、溶接不良等が生じる虞が無い。
【００３１】
請求項６記載のガス溶接機用クランプによれば、前記クランプに、該クランプの絶縁状態を検出する検出手段を設けたので、該クランプの絶縁状態を常に監視することができ、該クランプの絶縁状態の低下を直ちに知ることができ、クランプと電極との間にアークが発生するのを未然に防止することができる。したがって、溶接の失敗を未然に防止することができる。
【００３２】
請求項７記載のガス溶接機用クランプによれば、前記検出手段に、前記クランプの絶縁状態が低下した場合に警告を発生する警告手段を設けたので、前記クランプの絶縁状態が低下したことを直ちに知らせることができ、該クランプと前記電極との間にアークが発生するのを未然に防止することができ、溶接の失敗を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態のＴＩＧ溶接機のクランプ部分を示す概略構成図である。
【図２】  従来のＴＩＧ溶接機の溶接部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  シールドカップ
２  電極
３  材料（被溶接物）
４  バックバー（固定台）
５  クランプ
１１ａ、１１ｂ  クランプアーム
１２  絶縁材料
１３ａ、１３ｂ  クランプ
１４  コーティング部
１５、１６  リレー接点（検出手段）
１７、１８  検出電源（検出手段）
Ｗ  幅
ａ  アーク長
ｔ  板厚
【図１】
0003986645.tif 000002
【図２】
0003986645.tif 000003