(57)【要約】【課題】給電チップによる溶接ワイヤに対する加圧を安定して行える溶接トーチを提供する。【解決手段】チップボディ２００と、チップホルダ４００と、上記チップボディ２００および上記チップホルダ４００の内部に収容され、内径が拡縮可能なワイヤ挿通孔６５０を有する給電チップ６００と、当該給電チップ６００を加圧シャフト９００を介して上記チップボディ２００の先端方に向けて弾性押圧するコイルスプリング８００と、を備え、上記給電チップ６００を上記チップボディ２００の先端方に向けて弾性押圧することにより上記ワイヤ挿通孔６５０を強制的に縮径させるように構成され、基端側にワイヤガイドライナ９５０が導入される溶接トーチであって、上記ワイヤガイドライナ９５０の先端位置を規制する規制部７００を備える。【選択図】  図１
2017109230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップボディと、チップホルダと、上記チップボディおよび上記チップホルダの内部に収容され、内径が拡縮可能なワイヤ挿通孔を有する給電チップと、当該給電チップを加圧シャフトを介して上記チップボディの先端方に向けて弾性押圧するコイルスプリングと、を備え、上記給電チップを上記チップボディの先端方に向けて弾性押圧することにより上記ワイヤ挿通孔を強制的に縮径させるように構成され、基端側にコンジットケーブル内のワイヤガイドライナが導入される溶接トーチであって、
上記ワイヤガイドライナの先端位置を規制する規制部を備えることを特徴とする、溶接トーチ。
【請求項２】
上記チップボディの基端側に接続されるトーチボディを備え、当該トーチボディの中心孔に上記ワイヤガイドライナが導入されており、上記規制部は、上記トーチボディの上記中心孔内に配置された規制部材により構成されている、請求項１に記載の溶接トーチ。
【請求項３】
上記規制部材は、上記ワイヤガイドライナ内を送給されるワイヤが通過しうる孔を有する、請求項２に記載の溶接トーチ。
【請求項４】
上記コイルスプリングは、その一端が上記トーチボディの中心孔に設けた拡径段部に係止され、他端が上記加圧シャフトに弾接させられている、請求項２または３に記載の溶接トーチ。
【請求項５】
上記加圧シャフトの基端部には、段部を介して縮径し、基端方に延びる縮径部が設けられており、上記コイルスプリングは、その長手方向の一部が上記縮径部を取り囲んでいるとともに、その他端部が上記段部に弾接させられている、請求項４に記載の溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接トーチに関し、より詳しくは、強制加圧給電型の溶接トーチに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の溶接トーチは、給電チップからの給電を受けて溶接ワイヤが送り出されるように構成される。溶接ワイヤは、給電チップが有するワイヤ挿通孔に通され、このワイヤ挿通孔の内面に接触することにより給電を受ける。安定した溶接を行うために給電チップから溶接ワイヤへの給電をより確実に行うように構成された溶接トーチとして、たとえば、特許文献１に記載されているような強制加圧給電型の溶接トーチがある。
【０００３】
特許文献１に示された溶接トーチは、加圧シャフトを介して給電チップを弾性的にトーチ先端に向けて押圧することにより、内径が弾性拡縮可能とされた給電チップのワイヤ挿通孔を強制的に弾性縮径させ、ワイヤ挿通孔が加圧力をもって溶接ワイヤに接触するように構成されている。加圧シャフトには、コンジットケーブル内のワイヤガイドライナを通って供給される溶接ワイヤが挿通されており、この溶接ワイヤは、給電チップを経て溶接トーチ先端から導出される。また、加圧シャフトは、チップボディと呼ばれる筒状部材の内部に軸線方向に移動可能に収容されており、基端側に配置された圧縮コイルスプリングによってトーチ先端方に向けて弾性押圧される。
【０００４】
ところで、特許文献１に示された溶接トーチには、次のような問題点がある。
【０００５】
すなわちロボット等による溶接トーチの移動や姿勢変更に伴い、コンジットケーブル内のワイヤガイドライナが、上記圧縮コイルスプリングによる弾性押圧力に加えて加圧シャフトを不整に先端方へ押圧することがあり、これにより、溶接ワイヤに対する給電チップによる加圧力が不整に変化することがある。このことは溶接ワイヤの送給速度の不整な変動につながり、溶接の安定性を阻害する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５９２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、給電チップによる溶接ワイヤに対する加圧を安定して行える溶接トーチを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００９】
本発明によって提供される溶接トーチは、チップボディと、チップホルダと、上記チップボディおよび上記チップホルダの内部に収容され、内径が拡縮可能なワイヤ挿通孔を有する給電チップと、当該給電チップを加圧シャフトを介して上記チップボディの先端方に向けて弾性押圧するコイルスプリングと、を備え、上記給電チップを上記チップボディの先端方に向けて弾性押圧することにより上記ワイヤ挿通孔を強制的に縮径させるように構成され、基端側にコンジットケーブル内のワイヤガイドライナが導入される溶接トーチであって、上記ワイヤガイドライナの先端位置を規制する規制部を備えることを特徴とする。
【００１０】
好ましい実施の形態では、上記チップボディの基端側に接続されるトーチボディを備え、当該トーチボディの中心孔に上記ワイヤガイドライナが導入されており、上記規制部は、上記トーチボディの上記中心孔内に配置された規制部材により構成される。
【００１１】
好ましい実施の形態では、上記規制部材は、上記ワイヤガイドライナ内を送給されるワイヤが通過しうる孔を有する。
【００１２】
好ましい実施の形態では、上記コイルスプリングは、その一端が上記トーチボディの中心孔に設けた拡径段部に係止され、他端が上記加圧シャフトに弾接させられている。
【００１３】
好ましい実施の形態では、上記加圧シャフトの基端部には、段部を介して縮径し、基端方に延びる縮径部が設けられており、上記コイルスプリングは、その長手方向の一部が上記縮径部を取り囲んでいるとともに、その他端部が上記段部に弾接させられている。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成の溶接トーチによれば、コンジットケーブル内を通って導入されるワイヤガイドライナの先端位置を規制する規制部材を備えるので、ロボット等による溶接トーチの移動や姿勢変更に伴い、コンジットケーブル内のワイヤガイドライナが、加圧シャフトを不整に先端方へ押圧するといった事態を回避することができる。そのため、溶接ワイヤに対する給電チップによる加圧力が不整に変化して溶接ワイヤの送給速度が不整に変動するといったこともなくなり、安定した溶接を行うことができる。
【００１５】
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る溶接トーチの縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】第２実施形態に係る溶接トーチの縦断面図である
【図５】図４の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係る溶接トーチ１０Ａを示す。この溶接トーチ１０Ａは、トーチボディ１１０と、チップボディ２００と、チップケース３００と、チップホルダ４００と、オリフィス部材５１０と、絶縁ブッシュ５２０と、口金部材５３０と、ノズル１２０と、加圧シャフト９００と、給電チップ６００と、コイルスプリング８００と、規制部７００と、を含んでいる。
【００１９】
トーチボディ１１０の先端には、チップボディ２００が接続されている。チップボディ２００は、基端側のチップボディ第１部材２００Ａと、先端側のチップボディ第２部材２００Ｂとからなる。チップボディ第２部材２００Ｂは、チップケースと呼ばれることもある。チップボディ第１部材２００Ａは、軸線方向に貫通する中心孔２１０を有する。このチップボディ第１部材２００Ａは、上記トーチボディ１１０の先端に対し、ねじ手段２５１によって接続されている。チップボディ第１部材２００Ａはまた、導電性金属で形成されており、トーチボディ１１０から溶接電流の給電を受ける。
【００２０】
チップボディ第１部材２００Ａの長手方向中間部外面には、口金部材５３０と一体となった絶縁ブッシュ５２０が外嵌状態で連結されている。この絶縁ブッシュ５２０は、たとえば、耐熱性の硬質樹脂などの絶縁部材によって形成され、チップボディ第１部材２００Ａに対してねじ手段２５２によって連結されている。
【００２１】
チップボディ第１部材２００Ａの長手方向先端部外面には、絶縁ブッシュ５２０と隣接させるようにして、オリフィス部材５１０が外嵌状態で配置されている。
【００２２】
チップボディ第１部材２００Ａの先端部には、筒状のチップボディ第２部材２００Ｂがねじ手段３５１によって接続され、このチップボディ第２部材２００Ｂの先端には、ワイヤ導出孔４１０を先端に有する筒状のチップホルダ４００がねじ手段４５１によって接続されている。チップボディ第２部材２００Ｂおよびチップホルダ４００は、導電性金属で形成され、トーチボディ１１０から溶接電流の給電を受ける。
【００２３】
チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０からトーチボディ１１０の中心孔１１５にかけて、加圧シャフト９００が内装されている。チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０の先端側所定長さ範囲は、内径が縮小した縮径部２１２となっている。トーチボディ１１０の中心孔１１５の先端側所定長さ範囲は、拡径段部１１６を介して内径が拡大した拡径部１１７となっている。トーチボディ１１０の中心孔１１５の拡径部１１７の内径は、チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０の内径より大となっている。加圧シャフト９００は、チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０内に位置する小径部９１０と、トーチボディ１１０の中心孔１１５の拡径部１１７内に位置する大径部９２０とを有する。小径部９１０は、長手方向について一定外径を有する。加圧シャフト９００の小径部９１０の外径は、チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０の先端側縮径部２１２の内径と対応している。したがって、加圧シャフト９００の小径部９１０の外周と、チップボディ第１部材２００Ａの上記縮径部２１２を除く中心孔２１０の内周との間には、すきまＳが形成されている。加圧シャフト９００はまた、軸方向に貫通するワイヤ挿通孔９０５を有する。このワイヤ挿通孔９０５は、上記大径部９２０において、後方に向かって拡径するテーパ部９０６を介して拡径した後、後方に開放している。この加圧シャフト９００は、大径部９２０の後端面９２０ａと、トーチボディ１１０の中心孔１１５の上記拡径段部１１６との間に介装されたコイルスプリング８００によって、常時先端方に向かって弾力付勢される。
【００２４】
チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０の先端側縮径部２１２、チップボディ第２部材（チップケース）２００Ｂおよびチップホルダ４００の内部には、導電性金属によって形成された給電チップ６００が内装されている。この給電チップ６００は、上記チップボディ第１部材２００Ａの中心孔２１０の先端側縮径部２１２に位置する筒状基端部６１０と、この筒状基端部６１０から先端方に延びる複数の分割片６２０とを有しており、筒状基端部６１０の中心孔６１１と、上記複数の分割片６２０とで囲まれる空間とが全体としてワイヤ挿通孔６５０を形成している。
【００２５】
より詳細には、上記複数の分割片６２０は、全体として、上記筒状基端部６１０の前方側に隣接するくびれ部６３０と、このくびれ部６３０の前方側に隣接する大径部６４０と、この大径部６４０の前方側にテーパ外面部６６５を介して延出する小径部６６０とを含み、これらくびれ部６３０、大径部６４０ないし小径部６６０にかけて、断面において十字状にスリット６７０を入れることにより、４つの分割片６２０とされている（図３）。４つの分割片６２０がそれぞれ上記くびれ部６３０で撓むことにより、ワイヤ挿通孔６５０の内径が拡縮しうる。
【００２６】
チップボディ第２部材２００Ｂの内孔３１０の径は、給電チップ６００の大径部６４０の外径と対応しており、チップホルダ４００の内孔４２０の径は、給電チップ６００の小径部６６０の外径よりやや大となっている。また、チップホルダ第２部材２００Ｂの内孔３１０は、テーパ内面部３１５を介してチップホルダ４００の内孔４２０につながっている。このような構成により、給電チップ６００に対して前方に向けて移動力が作用すると、４つの分割片６２０のテーパ外面部６６５が上記テーパ内面部３１５に当接することにより、ワイヤ挿通孔６５０が強制的に縮径させられる。
【００２７】
ノズル１２０は、チップボディ第１部材２００Ａ、チップボディ第２部材２００Ｂないしチップホルダ４００の外側において、前方に開放する環状空間を形成する筒状部材であり、その基端部が口金部材５３０に対してねじ手段１２１によって連結されている。
【００２８】
規制部７００は、トーチボディ１１０の中心孔１１５における上記拡径部１１７と隣接する部位に嵌合固定された規制部材７００ａにより構成されている。この規制部材７００ａは、溶接ワイヤが挿通することがきる軸方向の孔７２０を有する。トーチボディ１１０の中心孔１１５には、コンジットケーブル（図に表れず）内を通って導入されたワイヤガイドライナ９５０の先端部が位置させられている。このワイヤガイドライナ９５０の先端部は、上記規制部材７００ａに当接することにより、その軸線方向の位置が規制され、前方への移動が阻止される。
【００２９】
ワイヤガイドライナ９５０内を通って溶接トーチ１０Ａに送給されてく溶接ワイヤは、規制部材７００ａの孔７２０、コイルスプリング８００の内部、加圧シャフト９００のワイヤ挿通孔９０５ないし給電チップ６００のワイヤ挿通孔６５０を通ってチップホルダ４００のワイヤ導出孔４１０から導出される。
【００３０】
溶接トーチ１０Ａはまた、先端のノズル１２０から不活性ガスなどからなるシールドガスが噴出するように構成されている。具体的には、オリフィス部材５１０の内周に環状凹溝５１１を形成してチップボディ第１部材２００Ａの外面との間に環状空間５１２を形成するとともに、この環状空間５１２とノズル１２０内空間をオリフィス孔５１５で連通させ、チップボディ第１部材２００Ａにその中心孔２１０と上記環状空間５１２を連通させる通気孔２１５を形成している。さらに、加圧シャフト９００には、その外周とワイヤ挿通孔９０５とを連通させる通気孔９０３が設けられている。これにより、溶接トーチ１０Ａに送られてきたシールドガスは、規制部材７００の孔７２０を通じて加圧シャフト９００のワイヤ挿通孔９０５に導入され、通気孔９０３、加圧シャフト９００と上記中心孔２１０との間のすきまＳ、通気孔２１５、オリフィス部材５１０による環状空間５１２、ないしオリフィス孔５１５からノズル１２０の内部空間に送られ、最終的にノズル１２０の先端から噴出させられる。
【００３１】
次に、上記構成の溶接トーチ１０Ａの作用について説明する。
【００３２】
給電チップ６００は、コイルスプリング８００によって、常時、溶接トーチ１０Ａの先端に向けて弾性押圧される。これにより、給電チップ６００に対して前方に向けて移動力が作用すると、４つの分割片６２０のテーパ外面部６６５が上記テーパ内面部３１５に当接することにより、ワイヤ挿通孔６５０が強制的に縮径させられる。すなわち、４つの分割片６２０が一定の加圧力をもってワイヤ挿通孔６５０を通る溶接ワイヤに安定的に接触する。
【００３３】
さらに、この種の溶接トーチ１０Ａにおいては、規制部材７００がワイヤガイドライナ９５０の先端の位置を規制することができるので、ロボット等による溶接トーチ１０Ａの移動や姿勢変更に伴い、ワイヤガイドライナ９５０が加圧シャフト９００を不整に先端方向に押圧するといった事態を回避することができる。そのため、溶接ワイヤに対する給電チップによる加圧力が不整に変化し、溶接ワイヤの送給速度が不整に変動したり、溶接ワイヤに対する給電が不安定になるといったことがなく、より安定した溶接を行うことができる。
【００３４】
規制部７００は、トーチボディ１１０の中心孔１１５内に配置された規制部材７００ａにより構成されているので、従前のトーチボディ１１０の中心孔１１５を改変することなく規制部７００を設けることができる。
【００３５】
規制部材７００ａは、ワイヤが通過しうる孔７２０を有するので、規制部材７００ａがワイヤの送給を阻害することがなく、この孔７２０を通して、トーチボディ１１０の中心孔１１５を介して送られてくるシールドガスを適正に溶接トーチ１０Ａの先端方に送り込むことができる。
【００３６】
さらに、コイルスプリング８００は、その一端がトーチボディ１１０の中心孔１１５に設けた拡径段部１１６に係止され、他端が加圧シャフト９００に弾接させられているので、トーチボディ１１０とチップボディ第１部材２００Ａとを連結するに際し、コイルスプリング８００を適正に内装することができる。
【００３７】
図４および図５は、本発明の第２実施形態に係る溶接トーチ１０Ｂを示す。この溶接トーチ１０Ｂは、上記した第１実施形態に係る溶接トーチ１０Ａに対し、加圧シャフトを弾力付勢するためのコイルスプリングの内装構造が異なる。その他の構成は共通するので、第１の実施形態に係る溶接トーチ１０Ａと同一の部材または部分には、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】
第１の実施形態に係る溶接トーチ１０Ａにおいては、加圧シャフト９００の基端側大径部９２０に、段部９２１を介して縮径して後端に至る縮径部９２２を設けている。これにより、トーチボディ１１０の中心孔１１５の拡径部１１７の内面と上記縮径部９２２の外面との間に環状空間が形成され、この環状空間にコイルスプリング８００が内装されている。すなわち、コイルスプリング８００は、その一端がトーチボディ１１０の上記拡径段部１１６に、他端が加圧シャフト９００の上記段部９２１に、それぞれ弾接させられる。
【００３９】
これにより、コイルスプリング８００は、上記中心孔１１５の拡径部１１７の内面と上記加圧シャフト９００の上記縮径部９２２の外面とによって、軸線と交差する方向の変形が規制されるので、不用意な座屈が回避され、安定して加圧シャフト９００を弾力付勢することができる。
【００４０】
本実施形態に係る溶接トーチ１０Ｂにおいても、ワイヤガイドライナ９５０の先端位置が規制部材７００によって規制されるので、第１の実施形態に係る溶接トーチ１０Ａについて上述したのと同様の作用を期待することができる。
【００４１】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【００４２】
たとえば、実施形態では、規制部７００をトーチボディ１１０とは別体の規制部材７００ａにより構成したが、トーチボディ１１０の中心孔１１５に内向フランジを一体に形成するなどしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０Ａ      溶接トーチ
１０Ｂ      溶接トーチ
１１０      トーチボディ
１１５      中心孔（トーチボディの）
１１６      拡径段部
１１７      拡径部
１２０      トーチノズル
１２１      ねじ手段
２００      チップボディ
２００Ａ    チップボディ第１部材
２１０      中心孔
２１２      縮径部
２１５      通気孔
２５１      ねじ手段
２５２      ねじ手段
２００Ｂ    チップボディ第２部材（チップケース）
３１０      内孔
３１５      テーパ内面部
３５１      ねじ手段
４００      チップホルダ
４１０      ワイヤ導出孔
４２０      内孔
４５１      ねじ手段
５１０      オリフィス部材
５１１      環状凹溝
５１２      環状空間
５１５      オリフィス孔
５２０      絶縁ブッシュ
５３０      口金部材
６００      給電チップ
６１０      筒状基端部
６１１      中心孔
６２０      分割片
６３０      くびれ部
６４０      大径部
６５０      ワイヤ挿通孔
６６０      小径部
６６５      テーパ外面部
６７０      スリット
７００      規制部
７００ａ    規制部材
７２０      孔
８００      コイルスプリング
９００      加圧シャフト
９０３      通気孔
９０５      ワイヤ挿通孔
９０６      テーパ部
９１０      小径部
９２０      大径部
９２０ａ    後端面
９２１      段部
９２２      縮径部
９５０      ワイヤガイドライナ
Ｓ          すきま
【図１】
2017109230.tif 000003
【図２】
2017109230.tif 000004
【図３】
2017109230.tif 000005
【図４】
2017109230.tif 000006
【図５】
2017109230.tif 000007