(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチであって、シールドガスを通すトーチボディと、トーチボディに電極コレットを介して着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒と、タングステン電極棒の先端部を同心状に支持し、タングステン電極棒との間にシールドガスが流れるガス通路を形成すると共に、ガス通路から噴出されるシールドガスをトーチボディの先端から噴出されるシールドガスよりも高速で噴出させる狭窄ノズルと、狭窄ノズルの外周にタングステン電極棒と同心状に配置され、先端部が先窄まり状に形成されて先窄まり状の先端がタングステン電極棒の先端よりも外方に位置すると共に、アースケーブルを介して陽極に接続される導電性を有する筒状の電極用ノズルとを備え、前記電極用ノズルにシールドガスのガス抜き口を形成し、また、前記電極用ノズルの外周面に筒状の断熱カバーを配置し、電極用ノズルの外周面と断熱カバーとの間に前記ガス抜き口から放出されたシールドガスが流れる環状の冷却通路を形成したことを特徴とするスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項２】
スポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチであって、トーチボディと、トーチボディにシールドガスを通す電極コレットを介して着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒と、タングステン電極棒の先端部を同心状に支持し、タングステン電極棒との間にシールドガスが流れるガス通路を形成する狭窄ノズルと、狭窄ノズルの外周にタングステン電極棒と同心状に配置され、先端部が先窄まり状に形成されて先窄まり状の先端がタングステン電極棒の先端よりも外方に位置すると共に、アースケーブルを介して陽極に接続される導電性を有する筒状の電極用ノズルとを備え、前記電極用ノズルにシールドガスのガス抜き口を形成し、また、前記電極用ノズルは、上下に二分割されており、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される導電性を有する筒状のノズル本体と、ノズル本体の先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップとを備えていることを特徴とするスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項３】
前記電極用ノズルは、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部と、筒部に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口と、筒状テーパ部の先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の溝状のガス抜き口とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項４】
前記電極用ノズルは、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部と、筒部に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口と、筒状テーパ部の先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の溝状のガス抜き口と、筒状テーパ部の先端に直径方向に沿って形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項５】
前記電極用ノズルは、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部と、筒部に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項６】
前記電極用ノズルに、アースケーブルの端子を接続するための端子用止め具を更に設けたことを特徴とする請求項３、請求項４又は請求項５の何れかに記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項７】
前記トーチボディは、先端面に狭窄ノズルの外周にシールドガスを噴出する複数の噴出孔を形成した導電性を有する筒状のトーチ本体と、トーチ本体の外周面に嵌合された絶縁性を有する筒状の筒状絶縁体とを備え、筒状絶縁体の先端部外周面に電極用ノズルの基端部を嵌合固定したことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接に用いる狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項８】
前記トーチボディのトーチ本体の先端面に、噴出孔から噴出されるシールドガスを整流化するガスレンズを設けたことを特徴とする請求項７に記載のスポット溶接に用いる狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項９】
前記ノズル本体に、アースケーブルの端子を接続するための端子用止め具を更に設けたことを特徴とする請求項２に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項１０】
前記ノズルチップの先端面に、ノズルチップの直径方向に沿って形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成したことを特徴とする請求項２に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項１１】
前記ノズルチップの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面を形成したことを特徴とする請求項２に記載のスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられることを特徴とする電極用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ステンレス板、鋼板、銅板、アルミ板等の金属板（母材）をスポット溶接（仮付け溶接）するために用いるものであり、特に、非消耗式の電極を備えたＴＩＧ溶接トーチに改良を加えたスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ及びこれに用いられる電極用ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にスポット溶接（仮付け溶接）は、二枚の金属板を仮付けする場合や、金属板の接合箇所にあまり高い接合強度を必要としない場合等に用いられるものであり、スポット溶接（仮付け溶接）を行う際の継手には、重ね継手、突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手等が使用されている。【０００３】
従来、二枚の金属板を重ねて行うスポット溶接には、図２５（Ａ）に示す如く、二枚の金属板Ｗの溶接する個所を電極３０で挟み、適当な加圧力を加えて電流を流し、溶接部位をジュール熱によって溶融接着させる抵抗溶接が広く利用されている。【０００４】
しかし、抵抗溶接は、電気抵抗の少ない銅板やアルミ板等の金属板Ｗのスポット溶接（仮付け溶接）に不向きであり、銅板やアルミ板等の金属板Ｗのスポット溶接には、図２５（Ｂ）〜（Ｄ）に示す如く、出射ユニット３１（レーザヘッド）からのレーザ光を使用するレーザ溶接、プラズマ溶接トーチ３２（例えば、特許文献１参照）を使用するプラズマ溶接、ＴＩＧ溶接トーチ３３（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）を使用するＴＩＧ溶接が用いられている。【０００５】
しかし、電気抵抗の少ない銅板やアルミ板等の金属板Ｗのスポット溶接をレーザ溶接、プラズマ溶接、ＴＩＧ溶接により行う場合には、次のような問題がある。【０００６】
即ち、スポット溶接する二枚の金属板Ｗを必ず加圧密着させなければならない。何故なら、二枚の金属板Ｗの間に隙間が生じると、アーク熱が両方の金属板Ｗに伝わらず、接合が不完全になるうえ、最悪の場合には、上側の金属板Ｗのみが溶けて二枚の金属板Ｗを接合できない場合がある。そのため、二枚の金属板Ｗを加圧密着させるための押え治具が必要になり、作業性が悪くなる。【０００７】
また、スポット溶接する金属板Ｗに対してレーザ光の出射ユニット３１、プラズマ溶接トーチ３２又はＴＩＧ溶接トーチ３３の高さ（又は位置）をそれぞれ一定に保つ必要がある。何故なら、出射ユニット３１、プラズマ溶接トーチ３２又はＴＩＧ溶接トーチ３３の高さ（又は位置）がばらつくと、入熱密度が一定にならず、不安定な溶け込みとなるからである。そのため、レーザ光の出射ユニット３１、プラズマ溶接トーチ３２又はＴＩＧ溶接トーチ３３の高さ（又は位置）を金属板Ｗに対して一定に保つための治具が必要になり、作業性が悪くなる。【０００８】
更に、ＴＩＧ溶接トーチ３３を用いるＴＩＧ溶接で二枚の金属板Ｗをスポット溶接による仮付けを行う場合、継手の形状には、図２６（Ａ）〜（Ｅ）に示す如く、突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手、重ね継手等が使用されているが、良好なスポット溶接を行うには、下記の各点に注意する必要がある。
（１）スポット溶接する箇所にアークが確実に移行するように狙い位置を定める。
（２）タングステン電極棒と金属板Ｗの距離を一定に保ち、アーク長が一定になるようにする。
（３）タングステン電極棒と金属板Ｗとの短絡を防止する。【０００９】
しかし、ＴＩＧ溶接トーチ３３を用いたＴＩＧ溶接においては、スポット溶接の狙い位置を定めたり、アーク長を一定に保ったり、短絡を防止したりするには、作業者の経験が必要になるうえ、技量に個人差があるので、熟練者でなければ良好なスポット溶接を行えないと言う問題がある。【００１０】
また、タングステン電極棒と金属板Ｗが短絡した場合には、タングステン電極棒の先端が消耗し、タングステン電極棒を研磨しなければならず、作業性が極めて悪くなると言う問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実開昭６１−１８２６７７号公報
【特許文献２】特許第５６０２９７４号公報
【特許文献３】特許第５８８７４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、スポット溶接（仮付け溶接）の狙い位置を容易に定めることができると共に、アーク長を一定に保つことができ、また、タングステン電極棒と金属板（母材）の短絡現象やタングステン電極棒の酸化現象を解消することができてタングステン電極棒の長寿命化を図れ、更に、作業性の向上、溶接品質の向上、生産性の向上を図れ、しかも、スポット溶接時に風の影響を受けると言うことがなく、その結果、初心者であっても、技術習得が簡単且つ容易にできて良好なスポット溶接を行えるようにしたスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ及びこれに用いられる電極用ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第１の態様は、スポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチであって、シールドガスを通すトーチボディと、トーチボディに電極コレットを介して着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒と、タングステン電極棒の先端部を同心状に支持し、タングステン電極棒との間にシールドガスが流れるガス通路を形成すると共に、ガス通路から噴出されるシールドガスをトーチボディの先端から噴出されるシールドガスよりも高速で噴出させる狭窄ノズルと、狭窄ノズルの外周にタングステン電極棒と同心状に配置され、先端部が先窄まり状に形成されて先窄まり状の先端がタングステン電極棒の先端よりも外方に位置すると共に、アースケーブルを介して陽極に接続される導電性を有する筒状の電極用ノズルとを備え、前記電極用ノズルにシールドガスのガス抜き口を形成し、また、前記電極用ノズルの外周面に筒状の断熱カバーを配置し、電極用ノズルの外周面と断熱カバーとの間に前記ガス抜き口から放出されたシールドガスが流れる環状の冷却通路を形成したことに特徴がある。
【００１４】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第２の態様は、スポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチであって、トーチボディと、トーチボディにシールドガスを通す電極コレットを介して着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒と、タングステン電極棒の先端部を同心状に支持し、タングステン電極棒との間にシールドガスが流れるガス通路を形成する狭窄ノズルと、狭窄ノズルの外周にタングステン電極棒と同心状に配置され、先端部が先窄まり状に形成されて先窄まり状の先端がタングステン電極棒の先端よりも外方に位置すると共に、アースケーブルを介して陽極に接続される導電性を有する筒状の電極用ノズルとを備え、前記電極用ノズルにシールドガスのガス抜き口を形成し、また、前記電極用ノズルは、上下に二分割されており、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される導電性を有する筒状のノズル本体と、ノズル本体の先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップとを備えていることに特徴がある。
【００１５】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第３の態様は、前記第１の態様において、前記電極用ノズルは、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部と、筒部に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口と、筒状テーパ部の先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の溝状のガス抜き口とを備えていることに特徴がある。【００１６】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第４の態様は、前記第１の態様において、前記電極用ノズルは、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部と、筒部に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口と、筒状テーパ部の先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の溝状のガス抜き口と、筒状テーパ部の先端に直径方向に沿って形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝とを備えていることことに特徴がある。【００１７】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第５の態様は、前記第１の態様において、前記電極用ノズルは、トーチボディの先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブルが接続される筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部と、筒部に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル内のシールドガスを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口とを備えていることに特徴がある。【００１８】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第６の態様は、前記第３の態様、第４の態様又は第５の態様の何れかにおいて、前記電極用ノズルに、アースケーブルの端子を接続するための端子用止め具を更に設けたことに特徴がある。【００２０】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第７の態様は、前記第１の態様において、前記トーチボディは、先端面に狭窄ノズルの外周にシールドガスを噴出する複数の噴出孔を形成した導電性を有する筒状のトーチ本体と、トーチ本体の外周面に嵌合された絶縁性を有する筒状の筒状絶縁体とを備え、筒状絶縁体の先端部外周面に電極用ノズルの基端部を嵌合固定したことに特徴がある。
【００２１】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第８の態様は、前記第７の態様において、前記トーチボディのトーチ本体の先端面に、噴出孔から噴出されるシールドガスを整流化するガスレンズを設けたことに特徴がある。
【００２３】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第９の態様は、前記第２の態様において、前記ノズル本体に、アースケーブルの端子を接続するための端子用止め具を更に設けたことに特徴がある。
【００２４】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第１０の態様は、前記第２の態様において、前記ノズルチップの先端面に、ノズルチップの直径方向に沿って形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成したことに特徴がある。
【００２５】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの第１１の態様は、前記第２の態様において、前記ノズルチップの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面を形成したことに特徴がある。
【００２６】
本発明に係る電極用ノズルの第１の態様は、前記第１の態様〜第１１の態様の何れかに記載の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられることに特徴がある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒の先端部を同心状に支持する狭窄ノズルと当該狭窄ノズルの先端から突出するタングステン電極棒の先端部とを、導電性を有する先窄まり状の筒状の電極用ノズルで同心状に覆い、タングステン電極棒の先端と電極用ノズルの先端との距離を一定に保つようにし、タングステン電極棒を陰極とすると共に、電極用ノズルをアースケーブルに接続して陽極としている。
また、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルが、トーチボディの先端部に取り付けられる筒部と、筒部に連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部とを備え、筒部に複数の穴状のガス抜き口を形成すると共に、筒状テーパ部の先端に複数の溝状のガス抜き口を形成している。
更に、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルの筒状テーパ部の先端に、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成している。
更に、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルの筒部の外周面に、筒部の外径よりも大きい筒状の断熱カバーを同心状に配置し、筒部と断熱カバーとの間に、筒部に形成した複数のガス抜き口から排出されたシールドガスが流れる環状の冷却通路を形成している。
更に、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルが、トーチボディの先端部に取り付けられてアースケーブルが接続される導電性を有する筒状のノズル本体と、ノズル本体の先端部に着脱自在に取り付けられて先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップとに上下に二分割されている。
更に、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、ノズルチップの先端面に、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成している。
更に、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、ノズルチップの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面を形成している。【００２８】
その結果、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、次のような優れた作用効果を奏することができる。
（１）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルの先端を金属板（母材）に接触させた状態で所定時間だけ電圧を印加すると、タングステン電極棒の先端と金属板との間にアーク（アークプラズマ）が発生し、そのアークの熱で金属板を溶融することができるため、電極用ノズルの先窄まり状の先端を金属板の所定の位置に接触させた状態でスポット溶接（仮付け溶接）を行うことができ、スポット溶接の狙い位置を容易に定めることができる。
（２）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒の先端と電極用ノズルの先端との距離が一定になっているため、アーク長を一定に保つことができ、ビード幅が狭くて深い溶け込みが得られると共に、再現性に優れた溶融プールを形成することができる。
（３）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒の先端が電極用ノズルで覆われているため、タングステン電極棒と金属板の短絡現象を無くすことができる。
（４）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒の先端が電極用ノズル内に位置し、電極用ノズル内にシールドガスが流れているため、酸素によるタングステン電極棒の酸化を防止することができ、タングステン電極棒の長寿命化を図ることができる。
（５）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒の先端が電極用ノズルで覆われているため、溶接時にアークやシールドガスが風の影響を受けることがなく、また、溶融プールへの酸素の混入を防止できてスポット溶接の品質の向上を図ることができる。
（６）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒を同心状に支持してタングステン電極棒の周囲にシールドガスを高速で流す狭窄ノズルを備えているため、タングステン電極棒の交換時にタングステン電極棒を所定の位置に正確且つ確実にセットすることができると共に、サーマルピンチ効果によりアークのエネルギー密度を高めることができ、母材に深い溶け込みが得られる。
（７）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、タングステン電極棒の先端が電極用ノズルで覆われているため、アーク光が外部へ漏れるのを最小限に留めることができ、作業員がアークからの強烈な光を直視したり、目や皮膚に有害な紫外線や赤外線を浴びたりすると言うことがなく、安全に溶接作業を行うことができる。
（８）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、トーチ自体に陰極と陽極の両方を取り付けることができるうえ、トーチ側を陰極、金属板側（母材側）を陽極として使用することもできる。
（９）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルに複数のガス抜き口を形成しているため、電極用ノズル内のガス乱流を防止することができると共に、溶融プールより発生する金属蒸気をシールドガスと一緒にガス抜き口から外部へ排出することができる。特に、電極用ノズルの筒状テーパ部の先端に、複数の溝状のガス抜き口を形成することで、発生した金属蒸気を溝状のガス抜き口から確実且つ良好に外部へ排出することができる。その結果、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、金属蒸気の溶融金属への再付着・混入を防止できて高品質なスポット溶接を行え、また、金属蒸気がタングステン電極棒の先端部に付着するのを防止できてタングステン電極棒の長寿命化を図ることができる。
（10）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルの筒状テーパ部の先端にＶ字状の位置決め溝を形成することで、角継手のスポット溶接を行う際に、スポット溶接の狙い位置を確実且つ容易に定めることができる。
（11）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルの筒部の外周面と筒状の断熱カバーとの間にシールドガスが流れる環状の冷却通路を形成することで、スポット用溶接時に加熱される電極用ノズルを冷却することができると共に、作業者が加熱される電極用ノズルに触れる恐れが少なくなり、安全に溶接作業を行うことができる。
（12）本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、電極用ノズルを筒状のノズル本体と筒状のノズルチップとに上下に二分割し、ノズル本体にアースケーブルを接続すると共に、ノズルチップをノズル本体に対して着脱自在としているため、ノズルチップのみを別の形状のもの、例えば、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝を形成したノズルチップやＴ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面を形成したノズルチップ等に交換することによって、様々な継手形状に対応することができる。また、ノズルチップのみを交換できるため、ノズル本体に接続しているアースケーブルの脱着操作が不要となる。更に、ノズル本体とノズルチップとを導電性を有する別の材料、例えば、ノズル本体を黄銅製とすると共に、ノズルチップを銅製とした場合には、電極用ノズル全体を銅製としたものに比較してコスト低減を図れる。【００２９】
このように、本発明に係る狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチは、上述した作用効果を奏することができるため、初心者であっても、技術習得が簡単且つ容易にできて良好なスポット溶接（仮付け溶接）を行うことができるうえ、作業性の向上、溶接品質の向上、生産性の向上を図ることができる。【００３０】
本発明に係る電極用ノズルは、上記狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチを好適に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの縦断正面図である。
【図２】図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの側面図である。
【図３】図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの要部の拡大縦断正面図である。
【図４】図３のａ−ａ線断面図である。
【図５】図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルを示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図６】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチを用いたＴＩＧ溶接装置を示し、（Ａ）は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチのタングステン電極棒を陰極とし、電極用ノズルを陽極としたＴＩＧ溶接装置の概略説明図、（Ｂ）は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチのタングステン電極棒を陰極とし、金属板（母材）を陽極としたＴＩＧ溶接装置の概略説明図である。
【図７】狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの先端部のシールドガスの流れを示し、（Ａ）は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの要部の拡大縦断正面図、（Ｂ）はスポット溶接した金属板（母材）の平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの縦断正面図である。
【図９】図８に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの要部の拡大側面図である。
【図１０】図８に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルを示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの縦断正面図である。
【図１２】図１１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの要部の拡大側面図である。
【図１３】図１１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルを示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの縦断正面図である。
【図１５】図１４に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルを示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図１６】図１０、図１３、図１５に示す電極用ノズルを用いて金属板（母材）にスポット溶接をした結果を示し、（Ａ）は図１０に示す電極用ノズルの拡大底面図と溶接部分の拡大平面図、（Ｂ）は図１３に示す電極用ノズルの拡大底面図と溶接部分の拡大平面図、（Ｃ）は図１５に示す電極用ノズルの拡大底面図と溶接部分の拡大平面図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの縦断正面図である。
【図１８】図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの側面図である。
【図１９】図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチの要部の拡大縦断正面図である。
【図２０】図１９のｂ−ｂ線断面図である。
【図２１】図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルを示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルを上下に分解した状態の拡大正面図である。
【図２２】図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルの他の例を示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルを上下二つに分解した状態の拡大正面図である。
【図２３】図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルの更に他の例を示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルを上下二つに分解した状態の拡大正面図、（Ｃ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図２４】図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに用いられる電極用ノズルの更に他の例を示し、（Ａ）は電極用ノズルの拡大縦断面図、（Ｂ）は電極用ノズルを上下二つに分解した状態の拡大正面図、（Ｃ）は電極用ノズルの拡大底面図である。
【図２５】スポット溶接に用いる溶接方法を示し、（Ａ）は抵抗溶接、（Ｂ）はレーザ溶接、（Ｃ）はプラズマ溶接、（Ｄ）はＴＩＧ溶接である。
【図２６】ＴＩＧ溶接でスポット溶接を行う場合の継手の形状を示し、（Ａ）は突合せ継手、（Ｂ）は角継手、（Ｃ）はへり継手、（Ｄ）はＴ継手、（Ｅ）は重ね継手である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の第１の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を示し、当該狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ステンレス板、鋼板、銅板、アルミ板等の二枚の金属板Ｗ（以下、母材Ｗと言う）をスポット溶接（仮付け溶接）するために用いるものである。尚、二枚の母材Ｗをスポット溶接（仮付け溶接）による仮付けを行う場合、継手の形状には、突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手、重ね継手等が使用されている。
【００３３】
前記狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、図１〜図５に示す如く、シールドガスＧを通す筒状のトーチボディ２と、トーチボディ２の先端部に設けられ、トーチボディ２の先端から噴出されるシールドガスＧを整流化するガスレンズ３と、トーチボディ２に抜き差し自在に挿着された電極コレット４と、電極コレット４に着脱自在に挿着されたタングステン電極棒５と、タングステン電極棒５の先端部を同心状に支持し、タングステン電極棒５との間にシールドガスＧが流れる環状のガス通路６ｅを形成すると共に、ガス通路６ｅから噴出されるシールドガスＧをトーチボディ２の先端から噴出されるシールドガスＧよりも高速で噴出させる狭窄ノズル６と、狭窄ノズル６の外周にタングステン電極棒５と同心状に配置され、先端部が先窄まり状に形成されて先窄まり状の先端がタングステン電極棒５の先端よりも外方に位置すると共に、シールドガスＧのガス抜き口７ｃ，７ｄを形成した導電性を有する筒状の電極用ノズル７と、電極用ノズル７の筒部の外周面に配置され、電極用ノズル７の外周面との間にシールドガスＧが流れる環状の冷却通路を形成する断熱カバー８等を備えており、前記タングステン電極棒５を陰極とすると共に、前記電極用ノズル７をアースケーブル１８に接続して陽極としたものである。
【００３４】
尚、図１において、９はトーチボディ２の基端部（図１に示すトーチボディ２の上端部）を覆う絶縁性のカバー、１０はトーチボディ２に螺着固定され、トーチボディ２内にシールドガスＧを供給するケーブル接続金具、１１はケーブル接続金具１０にガス継手１２を介して接続されたシールドガス供給用のガスホース、１３はケーブル接続金具１０にケーブル用止めネジ１４により接続固定されたトーチケーブル、１５は電極コレット４の基端部（図１に示す電極コレット４の上端部）に止めネジ１６により固定されたコレットノブ、１７はトーチボディ２と電極コレット４の間をシールするＯリング、１８は電極用ノズル７に端子用止め具１９により接続固定されたアースケーブルである。
【００３５】
また、シールドガスＧには、ＡｒやＨｅ等のガスが使用されている。このシールドガスＧは、母材Ｗの材質に応じて変えられている。例えば、ステンレス鋼を溶接する際には、ＡｒやＡｒ＋Ｈ２（５％）が使用され、アルミ合金を溶接する際には、Ａｒ＋Ｈｅ（３％）が使用されている。
【００３６】
前記トーチボディ２は、基端部（図１に示すトーチボディ２の上端部）が大径に形成されたアルミ合金等の金属材製の筒状のトーチ本体２′と、トーチ本体２′の小径部分の外周面に嵌合されたセラミック製又は合成ゴム製等の絶縁材製の筒状絶縁体２″とを備えており、トーチ本体２′の大径部の周壁には、ケーブル接続金具１０が螺着固定される雌ネジ２ａが形成され、当該雌ネジ２ａにケーブル接続金具１０が螺着固定されている。
【００３７】
また、トーチ本体２′の基端部開口の内周面には、電極コレット４が上下動自在に螺挿される雌ネジ２ｂが形成されていると共に、ガス漏れを防止するシール用のＯリング１７が嵌め込まれている。
【００３８】
更に、トーチ本体２′の先端部内（図１に示すトーチ本体２′の下端部内）には、図３に示す如く、先端壁２ｃが一体的に設けられている。この先端壁２ｃには、狭窄ノズル６の周囲に軸線方向へ沿ってシールドガスＧを噴出する複数の噴出孔２ｄが円周方に沿って等角度毎に形成されている。また、先端壁２ｃの中心部には、狭窄ノズル６が着脱自在に螺着される雌ネジ２ｅが形成されている。
【００３９】
加えて、筒状絶縁体２″の先端部外周面（図１に示す筒状絶縁体２″の下端部外周面）には、図１及び図３に示す如く、電極用ノズル７と断熱カバー８が嵌合される二段の段部２ｆ，２ｇが形成されており、小径の段部２ｆに電極用ノズル７が嵌合され、また、大径の段部２ｇに断熱カバー８が嵌合されるようになっている。
【００４０】
前記ガスレンズ３（フィルター）は、環状に打ち抜かれた金網を複数枚積層することにより形成されており、トーチ本体２′の先端部内に先端壁２ｃの外側面に接する状態で嵌め込み固定されている。
【００４１】
本実施形態では、ガスレンズ３には、数百メッシュのステンレス鋼製の金網を６枚〜１０枚重ね合わせたものが使用されている。
【００４２】
前記電極コレット４は、先端部（図１に示す電極コレット４の下端部）に半割り状のチャック部を備えた細長い筒状に形成され、外周面の一部にトーチボディ２の基端部側の雌ネジ２ｂに軸線方向へ移動自在（上下動自在）に螺着される雄ネジ４ａを形成した銅製のコレット本体４′と、コレット本体４′のチャック部の外周面に着脱自在に螺着され、チャック部を締め付けてコレット本体４′に挿通されたタングステン電極棒５を固定する銅製の筒状の固定具４″とを備えている。
【００４３】
また、電極コレット４は、トーチボディ２内へ基端部側から螺挿されており、コレット本体４′の基端部（図１に示すコレット本体４′の上端部）に固定したコレットノブ１５を正逆回転させて電極コレット４を正逆回転させることによりトーチボディ２内で軸線方向（図１の上下方向）へ移動するようになっている。
【００４４】
更に、電極コレット４は、当該電極コレット４をトーチボディ２内に挿着することによりトーチ本体２′の内周面と電極コレット４の外周面との間に筒状のシールドガス通路２０を形成するようになっており、ケーブル接続金具１０からトーチボディ２内に流入したシールドガスＧが前記シールドガス通路２０内に流れるようになっている。
【００４５】
前記狭窄ノズル６は、タングステン電極棒５の先端部外周に配置されてタングステン電極棒５の先端が突出する状態で且つタングステン電極棒５を同心状に支持し、タングステン電極棒５との間に環状のガス通路６ｅを形成すると共に、トーチ本体２′内を流れるシールドガスＧをガス通路６ｅからタングステン電極棒５の先端部周囲にトーチ本体２′の噴出孔２ｄからガスレンズ３を介して噴出されるシールドガスＧよりも高速で噴射させるものである。
【００４６】
即ち、前記狭窄ノズル６は、導電性及び強度性等に優れた銅材（ベリリウム銅）により筒状体に形成されており、図３及び図４に示す如く、タングステン電極棒５の先端部周囲にタングステン電極棒５と同心状に配置され、タングステン電極棒５の先端部外周面との間に環状のガス通路６ｅを形成する筒状のノズル本体６ａと、ノズル本体６ａの内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒５をノズル本体６ａの中心位置に保持するノズル本体６ａの長手方向に沿う複数の位置決め用突条６ｂと、複数の位置決め用突条６ｂ間に形成され、ノズル本体６ａの長手方向に平行に延びてガス通路６ｅ内を流れるシールドガスＧを整流化する複数のガス整流溝６ｃとを備えており、ノズル本体６ａの基端部（図３に示すノズル本体６ａの上端部）外周面には、トーチ本体２′の先端壁２ｃの中心部に形成した雌ネジ２ｅに着脱自在に螺着される雄ネジ６ｄが形成されている。
【００４７】
また、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃは、それぞれノズル本体６ａの内周面に円周方向へ等角度ごとに配置されており、ノズル本体６ａの先端開口からシールドガスＧをタングステン電極棒５の先端部周囲に均等に流せるようになっている。
【００４８】
更に、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃは、ノズル本体６ａの先端から離れた位置に形成され、また、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃの下流側に位置するガス通路６ｅの内径は、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃの上流側に位置するガス通路６ｅの内径よりも大きく形成されている。その結果、ガス通路６ｅ内に流入したシールドガスＧは、ガス整流溝６ｃを通過して整流化され、ガス通路６ｅの下流側部分で安定化してからノズル本体６ａの先端開口から噴出されることになる。
【００４９】
前記電極用ノズル７は、導電性を有する金属材により先端部が先窄まり状の筒状に形成されている。
【００５０】
即ち、電極用ノズル７は、図３〜図５に示す如く、トーチボディ２の筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した小径の段部２ｆ外周面に嵌合状態で取り付けられ、アースケーブル１８の端子１８ａが接続される筒部７ａと、筒部７ａに連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部７ｂと、筒部７ａに円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口７ｃと、筒状テーパ部７ｂの先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数のスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄと、筒部７ａの基端部に設けられ、アースケーブル１８の端子１８ａを筒部７ａへ接続するための端子用止め具１９とを備えている。
【００５１】
また、端子用止め具１９は、筒部７ａに外方へ突出する状態で螺着され、アースケーブル１８の端子１８ａに挿通される頭なしネジ１９ａと、頭なしネジ１９ａに螺着されるナット１９ｂとを備えており、頭なしネジ１９ａをワッシャ２１を介してアースケーブル１８の端子１８ａに挿通し、頭なしネジ１９ａにナット１９ｂを螺着することによって、アースケーブル１８の端子１８ａを筒部７ａへ接続することができる。
【００５２】
そして、電極用ノズル７は、トーチボディ２の先端部に嵌合状態で取り付けたときに、狭窄ノズル６の先端部から突出するタングステン電極棒５の先端部と同心状に配置されると共に、電極用ノズル７の先端がタングステン電極棒５の先端よりも外方に位置するようになっている。従って、狭窄ノズル６及びタングステン電極棒５の先端部は、電極用ノズル７で覆われた格好になっている。
【００５３】
本実施形態では、電極用ノズル７は、導電性を有する無酸素銅により形成されており、筒部７ａには、穴状のガス抜き孔が円周方向へ沿って９０度毎に四つ形成されている。また、電極用ノズル７のノズル径（筒状テーパ部７ｂの先端開口の内径）は、２ｍｍに、電極用ノズル７の先端面とタングステン電極棒５の先端との距離は、０．５ｍｍに、電極用ノズル７の筒部７ａの外径は、筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した大径の段部２ｇの外径よりも１ｍｍ小径にそれぞれ設定されている。更に、電極用ノズル７の筒状テーパ部７ｂの先端には、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄが円周方向に沿って１８０度間隔で二つ形成されている。そのため、二つのスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄは、電極用ノズル７の先端に直径方向に沿って一直線状に形成された格好になっている。加えて、スリッ形状の溝状のガス抜き口７ｄの幅は、０．５ｍｍに、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄの深さは、２ｍｍにそれぞれ設定されている。
【００５４】
尚、穴状のガス抜き口７ｃの数及びスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄの数等は、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がして電極用ノズル７内のシールドガスＧの乱流を防止でき、且つ電極用ノズル７内の金属蒸気Ｍを外部へ良好且つ確実に排出できるように設定されている。
【００５５】
また、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄのスリット幅及び電極用ノズル７のノズル径（筒状テーパ部７ｂの先端開口の内径）は、溶接電流に応じて決められおり、溶接電流、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄのスリット幅、電極用ノズル７のノズル径を変えることによって、溶融プールの大きさ（外径）を調整できるようになっている。
【００５６】
下記の表１は、図５に示す電極用ノズル７を用いた狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１によりスポット溶接を行い、溶接電流、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄのスリット幅、電極用ノズル７のノズル径をそれぞれ変えたときの溶融プールの大きさ（外径）を表したものである。このとき、溶融プールは、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄにより楕円形状の溶融プールとなり、溶融プールの長径側がスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄに沿うことになる。尚、溶融プールの外径は、長径側の寸法を示す。
【００５７】
【表１】
0006860260.tif 000002
【００５８】
前記断熱カバー８は、金属材により電極用ノズル７の筒部７ａの外径よりも大きい筒状に形成されており、トーチボディ２の筒状絶縁体２″の先端部に形成した大径の段部２ｇ外周面に嵌合した状態で取り付けられている。このとき、断熱カバー８と電極用ノズル７との間に、複数の穴状のガス抜き口７ｃから放出されたシールドガスＧが流れる環状の冷却通路が形成される。
【００５９】
また、断熱カバー８の基端部（図２に示す断熱カバー８の上端部）には、断熱カバー８をトーチボディ２の先端部に取り付けたときに、電極用ノズル７に螺着された頭なしネジ１９ａが挿入されるＵ字状切欠き８ａが形成されている。
【００６０】
本実施形態では、断熱カバー８は、アルミ材によりその内径が電極用ノズル７の筒部７ａの外径よりも１ｍｍだけ大径になるように筒状に形成されており、断熱カバー８と電極用ノズル７の筒部７ａとの間に形成された環状の冷却通路の隙間が０．５ｍｍになるように設定されている。
【００６１】
図６は上述したスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を用いたＴＩＧ溶接装置の概略説明図を示し、当該ＴＩＧ溶接装置は、溶接電源回路及び制御回路等を内蔵し、正面にタッチパネル及び電源スイッチ等のスイッチ類を配設したボックス状の電源制御部２２と、電源制御部２２にガスホース１１を介して接続されたシールドガスＧの供給源であるガスボンベ２３と、電源制御部２２にガスホース１１、トーチケーブル１３及びアースケーブル１８を介して接続され、母材Ｗにスポット溶接を施す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と、電源制御部２２に設けられ、電源に接続されるコンセント２４等を備えている。
【００６２】
このとき、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１においては、図６（Ａ）に示す如く、タングステン電極棒５をトーチケーブル１３を介して電源制御部２２の陰極端子に接続し、電極用ノズル７をアースケーブル１８を介して電源制御部２２の陽極端子に接続しても良く、或いは、図６（Ｂ）に示す如く、タングステン電極棒５をトーチケーブル１３を介して電源制御部２２の陰極端子に接続し、母材Ｗ（若しくは母材Ｗと電極用ノズル７の両方）をアースケーブル１８を介して電源制御部２２の陽極端子に接続しても良い。
【００６３】
また、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１のトーチボディ２の外周面には、図６に示す如く、トーチスイッチ２５が設けられており、このトーチスイッチ２５はスイッチケーブル（図示省略）を介して電源制御部２２に接続されている。
【００６４】
更に、電源制御部２２は、トーチスイッチ２５の操作に従って狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１にシールドガスＧを供給すると共に、シールドガスＧの流れが安定してから電圧を所定時間印加してアークａ（アークプラズマ）を発生させるように制御されている。また、スポット溶接する際の電流値や時間は、母材Ｗの材質や板厚等によって決定されている。
【００６５】
而して、上述した狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を用いて母材Ｗにスポット溶接する際には、図７（Ａ）に示す如く、電極用ノズル７の先端面を母材Ｗのスポット溶接する箇所に面接触状態で当接させる。
【００６６】
このとき、溶接電流、シールドガスＧの流量、シールドガスＧの種類、溶接時間等の溶接条件は、母材Ｗの材質や板厚等に応じて最適の条件下に設定されている。また、タングステン電極棒５を陰極とし、電極用ノズル７を陽極としている。そのため、母材Ｗの電極用ノズル７が接触する位置がアースとなる。
【００６７】
電極用ノズル７を母材Ｗに当接させたら、トーチスイッチ２５を押す。そうすると、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１にシールドガスＧが供給されると共に、シールドガスＧの流れが安定してからタングステン電極棒５と母材Ｗとの間に電圧が印加される。そうすると、シールドガスＧの雰囲気中でタングステン電極棒５の先端と母材Ｗとの間にアークａ（アークプラズマ）が所定時間発生する。これにより、母材Ｗの一部が溶融し、母材Ｗにスポット溶接が行われる。
【００６８】
尚、トーチボディ２内に供給されたシールドガスＧは、シールドガス通路２０内を流下し、その一部が狭窄ノズル６のガス通路６ｅ内に流入し、また、残りのガスがトーチボディ２の複数の噴出孔２ｄに流入する。
【００６９】
ガス通路６ｅに流入したシールドガスＧは、その速度を増して高速ガスとなると共に、複数のガス整流溝６ｃを通過することにより整流され、高速整流ガスとなってノズル本体６ａの先端開口からアークａの周囲に直線状に噴出される。
【００７０】
一方、トーチボディ２の複数の噴出孔２ｄに流入したシールドガスＧは、噴出孔２ｄから噴出されてガスレンズ３を通過して均質に拡散され、電極用ノズル７内の空間に流入した後、シールドガスＧの一部が電極用ノズル７の筒部７ａに形成した穴状のガス抜き口７ｃから放出されると共に、残りのシールドガスＧがタングステン電極棒５の先端部周囲に流れ、狭窄ノズル６のガス通路６ｅから噴出されたシールドガスＧと一緒に電極用ノズル７の筒状テーパ部７ｂの先端に形成したスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄから外部へ放出される。
【００７１】
また、電極用ノズル７の筒部７ａに形成した穴状のガス抜き口７ｃから放出されたシールドガスＧは、電極用ノズル７の筒部７ａと断熱カバー８との間に形成した冷却通路を流れて電極用ノズル７を冷却した後、冷却通路の端部開口から外部へ放出される。
【００７２】
上述した狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒５を陰極とすると共に、電極用ノズル７を陽極としているため、電極用ノズル７の先窄まり状の先端を母材Ｗに接触させた状態でスポット溶接（仮付け溶接）を行うことができ、スポット溶接の狙い位置を容易に定めることができる。
【００７３】
また、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒５の先端と電極用ノズル７の先端との距離が一定になっているため、アークａ長を一定に保つことができる。
【００７４】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒５の先端が電極用ノズル７で覆われているため、タングステン電極棒５と母材Ｗの短絡現象を無くすことができると共に、溶接時にアークａやシールドガスＧが風の影響を受けることがなく、また、アーク光が外部へ漏れるのを最小限に留めることができ、作業員がアークａからの強烈な光を直視したり、目や皮膚に有害な紫外線や赤外線を浴びたりすると云うことがなく、安全に溶接作業を行うことができる。しかも、電極用ノズル７内にシールドガスＧが流れているため、酸素によるタングステン電極棒５の酸化を防止することができる。
【００７５】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、タングステン電極棒５を同心状に支持してタングステン電極棒５の周囲にシールドガスＧを高速で流す狭窄ノズル６を備えているため、タングステン電極棒５の交換時にタングステン電極棒５を所定の位置に正確且つ確実にセットすることができる。
【００７６】
更に、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル７に、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす穴状のガス抜き口７ｃ及びスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄを形成しているため、電極用ノズル７内のガス乱流を防止することができると共に、溶融プールより発生する金属蒸気ＭをシールドガスＧと一緒にスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄから外部へ排出することができる。その結果、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、金属蒸気Ｍの溶融金属への再付着・混入を防止できて高品質なスポット溶接を行え、また、金属蒸気Ｍがタングステン電極棒５の先端部に付着するのを防止できてタングステン電極棒５の長寿命化を図ることができる。
【００７７】
このように、上述した狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、上述した作用効果を奏することができるため、初心者であっても、技術習得が簡単且つ容易にできて良好なスポット溶接（仮付け溶接）を行うことができるうえ、作業性の向上、溶接品質の向上、生産性の向上を図ることができる。
【００７８】
図８〜図１０は本発明の第２の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を示し、当該狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル７のスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄの数を変えたものであり、トーチボディ２、ガスレンズ３、電極コレット４、タングステン電極棒５、狭窄ノズル６、断熱カバー８等は、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１の各部材と同じ形状及び同じ構造に構成されており、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
前記電極用ノズル７は、導電性を有する金属材により先端部が先窄まり状の筒状に形成されており、トーチボディ２の筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した小径の段部２ｆ外周面に嵌合状態で取り付けられ、アースケーブル１８の端子１８ａが接続される筒部７ａと、筒部７ａに連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部７ｂと、筒部７ａに円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口７ｃと、筒状テーパ部７ｂの先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数のスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄと、筒部７ａの基端部に設けられ、アースケーブル１８の端子１８ａを筒部７ａへ接続するための端子用止め具１９とを備えている。
【００８０】
本実施形態では、電極用ノズル７は、導電性を有する無酸素銅により形成されており、筒部７ａには、穴状のガス抜き口７ｃが円周方向へ沿って９０度毎に四つ形成されている。また、電極用ノズル７のノズル径（筒状テーパ部７ｂの先端開口の内径）は、２ｍｍに、電極用ノズル７の先端面とタングステン電極棒５の先端との距離は、０．５ｍｍに、電極用ノズル７の筒部７ａの外径は、筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した大径の段部２ｇの外径よりも１ｍｍ小径にそれぞれ設定されている。更に、電極用ノズル７の筒状テーパ部７ｂの先端には、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄが円周方向に沿って６０度間隔で六つ形成されている。そのため、六つのスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄは、電極用ノズル７の先端に放射状に形成された格好になっている。加えて、スリッ形状の溝状のガス抜き口７ｄの幅は、０．５ｍｍに、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄの深さは、２ｍｍにそれぞれ設定されている。
【００８１】
図８〜図１０に示すスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と同様の作用効果を奏することができる。
【００８２】
図１１〜図１３は本発明の第３の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を示し、当該狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル７の先端構造を変えたものであり、トーチボディ２、ガスレンズ３、電極コレット４、タングステン電極棒５、狭窄ノズル６、断熱カバー８等は、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１の各部材と同じ形状及び同じ構造に構成されており、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
前記電極用ノズル７は、導電性を有する金属材により先端部が先窄まり状の筒状に形成されており、トーチボディ２の筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した小径側の段部外周面に嵌合状態で取り付けられ、アースケーブル１８の端子１８ａが接続される筒部７ａと、筒部７ａに連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部７ｂと、筒部７ａに円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口７ｃと、筒状テーパ部７ｂの先端に円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数のスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄと、筒状テーパ部７ｂの先端に形成され、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝７ｅと、筒部７ａの基端部に設けられ、アースケーブル１８の端子１８ａを筒部７ａへ接続するための端子用止め具１９とを備えている。
【００８４】
本実施形態では、電極用ノズル７は、導電性を有する無酸素銅により形成されており、筒部７ａには、穴状のガス抜き口７ｃが円周方向へ沿って９０度毎に四つ形成されている。また、電極用ノズル７のノズル径（筒状テーパ部７ｂの先端開口の内径）は、２ｍｍに、電極用ノズル７の先端面とタングステン電極棒５の先端との距離は、０．５ｍｍに、電極用ノズル７の筒部７ａの外径は、筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した大径の段部２ｇの外径よりも１ｍｍ小径にそれぞれ設定されている。更に、電極用ノズル７の筒状テーパ部７ｂの先端には、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄが円周方向に沿って６０度間隔で六つ形成されている。そのため、六つのスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄは、電極用ノズル７の先端に放射状に形成された格好になっている。加えて、スリッ形状の溝状のガス抜き口７ｄの幅は、０．５ｍｍに、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄの深さは、２ｍｍに、Ｖ字状の位置決め溝７ｅの対向する面の角度は、９０度にそれぞれ設定されている。また、Ｖ字状の位置決め溝７ｅの深さは、溝状のガス抜き口７ｄの深さよりも浅くなるように設定されている。
【００８５】
図１１〜図１３に示すスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、図８〜図１０に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と同様の作用効果を奏することができる。しかも、図１１〜図１３に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル７の筒状テーパ部７ｂの先端に、角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝７Ｅを形成することで、角継手のスポット溶接を行う際に、スポット溶接（仮付け溶接）の狙い位置を確実且つ容易に定めることができる。
【００８６】
図１４及び図１５は本発明の第４の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を示し、当該狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル７の先端構造を変えたものであり、トーチボディ２、ガスレンズ３、電極コレット４、タングステン電極棒５、狭窄ノズル６、断熱カバー８等は、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１の各部材と同じ形状及び同じ構造に構成されており、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８７】
前記電極用ノズル７は、導電性を有する金属材により先端部が先窄まり状の筒状に形成されており、トーチボディ２の筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した小径側の段部２ｆ外周面に嵌合状態で取り付けられ、アースケーブル１８の端子１８ａが接続される筒部７ａと、筒部７ａに連設され、先端部側へ向って先窄まり状に形成された筒状テーパ部７ｂと、筒部７ａに円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口７ｃと、筒部７ａの基端部に設けられ、アースケーブル１８の端子１８ａを筒部７ａへ接続するための端子用止め具１９とを備えている。
【００８８】
本実施形態では、電極用ノズル７は、導電性を有する無酸素銅により形成されており、筒部７ａには、穴状のガス抜き口７ｃが円周方向へ沿って９０度毎に四つ形成されている。また、電極用ノズル７のノズル径（筒状テーパ部７ｂの先端開口の内径）は、３ｍｍに、電極用ノズル７の先端面とタングステン電極棒５の先端との距離は、０．５ｍｍに、電極用ノズル７の筒部７ａの外径は、筒状絶縁体２″の先端部外周面に形成した大径の段部２ｇの外径よりも１ｍｍ小径にそれぞれ設定されている。
【００８９】
図１４及び図１５に示すスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、図１〜図５に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１と同様の作用効果を奏することができる。
【００９０】
図１６は図１０、図１３、図１５に示す電極用ノズル７を備えた狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を用いてステンレス鋼板にスポット溶接を施したものであり、（Ａ）は図１０に示す電極用ノズル７を用いたスポット溶接部を示し、（Ｂ）は図１３に示す電極用ノズルを用いたスポット溶接部を示し、（Ｃ）は図１５に示す電極用ノズルを用いたスポット溶接部を示すものである。
【００９１】
各スポット溶接部の形状は、電極用ノズルの先端の開口形状に影響され、図１０に示す電極用ノズルの場合には、（Ａ）に示すように略六角形状のスポット溶接部となり、また、図１３に示す電極用ノズル７の場合には、（Ｂ）に示すように楕円形状のスポット溶接部となり、図１５に示す電極用ノズル７の場合には、（Ｃ）に示すように円形状のスポット溶接部となる。
【００９２】
尚、図５、図１０、図１３、図１５に示す電極用ノズル７は、他の形式の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチに装着しても良い。例えば、特許第５６０２９７４号公報や特許第５８８７４４５号公報に記載された狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチのシールドノズルに換えて図５、図１０、図１３、図１５に示す電極用ノズル７を装着しても良い。
【００９３】
また、図５、図１０、図１３、図１５に示す電極用ノズル７においては、筒部７ａに円形の穴状のガス抜き口７ｃをそれぞれ四つ形成し、図５、図１０、図１３に示す電極用ノズル７においては、筒状テーパ部７ｂにスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄを二つ又は六つ形成するようにしたが、穴状のガス抜き口７ｃ及びスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄの数及び形状等は、上記の実施形態に係るものに限定されるものではなく、電極用ノズル７内のガスの乱流を防止できると共に、電極用ノズル７内の金属蒸気Ｍを外部へ排出でき、且つスポット溶接を確実且つ良好に行えれば良い。
【００９４】
更に、図５、図１０、図１３に示す電極用ノズル７においては、先端にスリット形状の溝状のガス抜き口７ｄを等角度毎に形成したが、スリット形状の溝状のガス抜き口７ｄを角度を適宜に変えて形成しても良い。
【００９５】
図１７〜図２１は本発明の第５の実施形態に係るスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を示し、当該狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ステンレス板、鋼板、銅板、アルミ板等の二枚の母材Ｗ（金属板Ｗ）をスポット溶接（仮付け溶接）するために用いるものであり、電極用ノズル７を上下に二分割し、下端部側を別の形状のものに交換できるようにして様々な継手形状（突合せ継手、角継手、へり継手、Ｔ継手、重ね継手等）に対応できるようにし、また、電極用ノズル７自体のコスト低減を図れるようにすると共に、電極用ノズル７の下端部側の交換時にアースケーブル１８の着脱操作を不要にし、更に、タングステン電極棒５の交換等を容易にしたものである。
【００９６】
前記狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、図１７〜図１９に示す如く、筒状のトーチボディ２と、トーチボディ２に抜き差し自在に挿着され、シールドガスＧを通す筒状の電極コレット４と、電極コレット４に着脱自在に挿着され、陰極に接続されるタングステン電極棒５と、タングステン電極棒５の先端部を同心状に支持し、タングステン電極棒５との間にシールドガスＧが流れる環状のガス通路６ｅを形成してシールドガスＧをタングステン電極棒５の周囲に高速で噴出させる狭窄ノズル６と、狭窄ノズル６の外周にタングステン電極棒５と同心状に配置され、先端部が先窄まり状に形成されて先窄まり状の先端がタングステン電極棒５の先端よりも外方に位置すると共に、アースケーブル１８を介して陽極に接続される導電性を有する筒状の電極用ノズル７等を備えており、前記電極用ノズル７を上下に二分割すると共に、電極用ノズル７に電極用ノズル７内のシールドガスＧ及び溶融プールより発生する金属蒸気Ｍを外部へ逃がすガス抜き口７ｄ′を形成したものである。
【００９７】
尚、図１７及び図１８において、２６は電極コレット４の中間部を覆う絶縁材（例えば、布入りベークライト）製の筒状のコレットホルダー、２７はコレットホルダー２６を電極コレット４に固定する止めネジ、１１は電極コレット４の基端部にホース接続金具２８を介して接続されたシールドガス供給用のガスホース、１３は電極コレット４にケーブル用止めネジ１４により接続固定されたトーチケーブル、１８は電極用ノズル７に端子用止め具１９により接続固定されたアースケーブル、２５はトーチボディ２に設けられてスイッチケーブル（図示省略）を介して電源制御部２２に接続されるトーチスイッチである。
【００９８】
前記トーチボディ２は、図１７に示す如く、先端部（図１７に示すトーチボディ２の下端部）が小径に形成された絶縁材（例えば、布入りベークライト）製の筒状のトーチ本体２Ａと、トーチ本体２Ａ内に挿着固定され、導電性を有する材料（例えば、黄銅や銅等）により先端部が小径に形成された筒状接続金具２Ｂとを備えており、トーチ本体２Ａの小径の先端部には、電極用ノズル７が着脱自在に螺着される雄ネジ２ａ′が形成されている。
【００９９】
また、筒状接続金具２Ｂの小径部分の先端側内周面には、狭窄ノズル６が着脱自在に螺着される雌ネジ２ｂ′が形成されていると共に、筒状接続金具２Ｂの大径部分の基端部（図１７に示す筒状接続金具２Ｂの上端部）内周面には、電極コレット４が上下自在に螺挿される雌ネジ２ｃ′が形成されている。
【０１００】
更に、筒状接続金具２Ｂの小径部分の中間部内周面には、筒状接続金具２Ｂの先端に向って漸次縮径する第１テーパ面２ｄ′が形成されている。
【０１０１】
前記電極コレット４は、図１７に示す如く、先端部（図１７に示す電極コレット４の下端部）に半径方向へ縮拡径自在な小径のコレットチャック部４ａ′が形成され、基端側の大径部分の外周面の一部にトーチボディ２の筒状接続金具２Ｂの大径部分の基端側内周面に形成した雌ネジ２ｃ′に軸線方向へ移動自在（上下動自在）に螺着される雄ネジ４ｂ′を形成した黄銅製（又は銅製）の筒状のコレット本体４Ａと、先端部がコレット本体４Ａの基端部にコレット本体４Ａと一直線状にネジ接続され、基端部にホース接続金具２８を介してガスホース１１が接続される黄銅製（又は銅製）の筒状のケーブル・ホース接続金具４Ｂとを備えており、ガスホース１１から供給されたシールドガスＧがケーブル・ホース接続金具４Ｂ内及びコレット本体４Ａ内を順次流れるようになっている。この電極コレット４のケーブル・ホース接続金具４Ｂの内径及びコレット本体４Ａの内径は、タングステン電極棒５の外形よりも大径に形成されており、ケーブル・ホース接続金具４Ｂの内周面とタングステン電極棒５の外周面との間、コレット本体４Ａの内周面とタングステン電極棒５の外周面との間には、シールドガスＧが流れる環状通路が形成されている。
【０１０２】
また、コレット本体４Ａのコレットチャック部４ａ′には、図１９に示す如く、シールドガスＧが流通可能な割り溝４ｃ′が形成されていると共に、コレットチャック部４ａ′の先端部内周面には、タングステン電極棒５を把持する凸部４ｄ′が形成されている。
【０１０３】
更に、コレット本体４Ａのコレットチャック部４ａ′の先端には、図１９に示す如く、筒状接続金具２Ｂの第１テーパ面２ｄ′に係合する第２テーパ面２ｅ′が形成されている。従って、電極コレット４をトーチボディ２の筒状接続金具２Ｂ内にねじ込んで行くと、電極コレット４のコレットチャック部４ａ′に形成した第２テーパ面４ｅ′が筒状接続金具２Ｂの第１テーパ面２ｄ′に係合し、電極コレット４のコレットチャック部４ａ′が縮径する方向へ締め付けられ、コレットチャック部４ａ′の凸部４ｄ′によって電極コレット４に挿通されたタングステン電極棒５を把持する。このとき、コレットチャック部４ａ′の割り溝４ｃ′の溝幅は、コレットチャック部４ａ′が締め付けられることにより狭まっても、シールドガスＧが流通可能な隙間が形成されるような寸法に設定されている。そのため、コレットチャック部４ａ′の割り溝４ｃ′を通過したシールドガスＧは、筒状接続金具２Ｂの小径部分の内周面とタングステン電極棒５の外周面との間に形成された環状通路を通って狭窄ノズル６の内部へ流通できるようになる。
【０１０４】
前記狭窄ノズル６は、タングステン電極棒５の先端部外周に配置されてタングステン電極棒５の先端が突出する状態で且つタングステン電極棒５を同心状に支持し、タングステン電極棒５との間に環状のガス通路６eを形成してシールドガスＧをガス通路６ｅからタングステン電極棒５の先端部周囲に高速で噴射させるものである。
【０１０５】
即ち、前記狭窄ノズル６は、導電性及び強度性等に優れた銅材（ベリリウム銅又はクロム銅）により筒状体に形成されており、図１９及び図２０に示す如く、タングステン電極棒５の先端部周囲にタングステン電極棒５と同心状に配置され、タングステン電極棒５の先端部外周面との間に環状のガス通路６ｅを形成する筒状のノズル本体６ａと、ノズル本体６ａの内周面に円周方向へ所定の間隔をおいて突出形成され、タングステン電極棒５をノズル本体６aの中心位置に保持するノズル本体６aの長手方向に沿う複数の位置決め用突条６ｂと、複数の位置決め用突条６ｂ間に形成され、ノズル本体６aの長手方向に平行に延びてガス通路６ｅ内を流れるシールドガスＧを整流化する複数のガス整流溝６ｃとを備えており、ノズル本体６aの基端部（図１９に示すノズル本体６aの上端部）外周面には、トーチボディ２の筒状接続金具２Ｂの先端部内周面に形成した雌ネジ２b′に着脱自在に螺着される雄ネジ６ｄが形成されている。
【０１０６】
また、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃは、図２０に示す如く、それぞれノズル本体６aの内周面に円周方向へ等角度ごとに配置されており、ノズル本体６aの先端開口からシールドガスＧをタングステン電極棒５の先端部周囲に均等に流せるようになっている。
【０１０７】
更に、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃは、ノズル本体６aの先端から離れた位置に形成され、また、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃの下流側に位置するガス通路６ｅの内径は、位置決め用突条６ｂ及びガス整流溝６ｃの上流側に位置するガス通路６ｅの内径よりも大きく形成されている。その結果、ガス通路６ｅ内に流入したシールドガスＧは、ガス整流溝６ｃを通過して整流化され、ガス通路６ｅの下流側部分で安定化してからノズル本体６aの先端開口から噴出されることになる。
【０１０８】
前記電極用ノズル７は、導電性を有する金属材により先端部が先窄まり状の筒状に形成されており、上下に二分割されて下端部側（先端部側）を別の形状のものに交換できるようになっている。
【０１０９】
即ち、電極用ノズル７は、図２１に示す如く、上下に二分割されており、トーチボディ２の先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブル１８が接続される導電性を有する筒状のノズル本体７Ａと、ノズル本体７Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップ７Ｂとを備えている。
【０１１０】
また、ノズル本体７Ａとノズルチップ７Ｂは、ノズル本体７Ａの下端部内周面に形成した雌ネジ７ａ′とノズルチップ７Ｂの基端部外周面に形成されて前記雌ネジ７ａ′に螺着される雄ネジ７ｂ′とによって着脱自在となっており、ノズルチップ７Ｂを別形状のノズルチップ７Ｂに交換できるようになっている。
【０１１１】
更に、ノズル本体７Ａは、ノズルチップ７Ｂよりも大径に形成されており、ノズル本体７Ａの基端部内周面には、トーチ本体２Ａの先端部外周面に形成した雄ネジ２ａ′に着脱自在に螺着される雌ネジ７ｃ′が形成されていると共に、ノズル本体７Ａの先端部には、円周方向へ所定の間隔を空けて形成され、電極用ノズル７内のシールドガスＧを溶融プールより発生する金属蒸気Ｍと一緒に外部へ逃がす複数の穴状のガス抜き口７ｄ′が形成されている。
【０１１２】
更に、ノズル本体７Ａは、アースケーブル１８の端子１８ａをノズル本体７Ａへ接続するための端子用止め具１９を備えている。この端子用止め具１９は、ノズル本体７Ａの周壁にワッシャ２１を介して螺着されたボルトから成る。尚、この端子用止め具１９は、図１に示す頭なしネジ１９ａ及びナット１９ｂから成る端子用止め具１９としても良い。
【０１１３】
そして、電極用ノズル７は、トーチボディ２の先端部に取り付けたときに、狭窄ノズル６の先端部から突出するタングステン電極棒５の先端部と同心状に配置されると共に、電極用ノズル７の先端がタングステン電極棒５の先端よりも外方に位置するようになっている。従って、狭窄ノズル６及びタングステン電極棒５の先端部は、電極用ノズル７で覆われた格好になっている。
【０１１４】
本実施形態では、電極用ノズル７のノズル本体７Ａは、比較的安価な導電性を有する黄銅により形成され、電極用ノズル７のノズルチップ７Ｂは、導電性を有する無酸素銅により形成されている。また、ノズル本体７Ａには、穴状のガス抜き口７ｄ′が円周方向へ沿って９０度毎に四つ形成されている。更に、電極用ノズル７のノズル径（ノズルチップ７Ｂの先端開口の内径）は、２ｍｍに、電極用ノズル７の先端面とタングステン電極棒５の先端との距離は、０．５ｍｍにそれぞれ設定されている。
【０１１５】
尚、穴状のガス抜き口７ｄ′の数、形状及び大きさ等は、電極用ノズル７内のシールドガスＧを外部へ逃がして電極用ノズル７内のシールドガスＧの乱流を防止でき、且つ電極用ノズル７内の溶融プールより発生する金属蒸気を外部へ良好且つ確実に排出できるように設定されている。
【０１１６】
また、電極用ノズル７のノズル径（ノズルチップ７Ｂの先端開口の内径）は、溶接電流に応じて決められおり、溶接電流、電極用ノズル７のノズル径を変えることによって、溶融プールの大きさ（外径）を調整できるようになっている。
【０１１７】
而して、図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１を用いて母材Ｗにスポット溶接する際には、電極用ノズル７先端面を母材Ｗのスポット溶接する箇所に面接触状態で当接させる。
【０１１８】
このとき、溶接電流、シールドガスＧの流量、シールドガスＧの種類、溶接時間等の溶接条件は、母材Ｗの材質や板厚等に応じて最適の条件下に設定されている。また、タングステン電極棒５を陰極とし、電極用ノズル７を陽極としている。そのため、母材Ｗの電極用ノズル７が接触する位置がアースとなる。
【０１１９】
電極用ノズル７を母材Ｗに当接させたら、トーチスイッチ２５を押す。そうすると、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１にシールドガスＧが供給されると共に、シールドガスＧの流れが安定してからタングステン電極棒５と母材Ｗとの間に電圧が印加される。そうすると、シールドガスＧの雰囲気中でタングステン電極棒５の先端と母材Ｗとの間にアーク（アークプラズマ）が所定時間発生する。これにより、母材Ｗの一部が溶融し、母材Ｗにスポット溶接が行われる。
【０１２０】
尚、狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に供給されたシールドガスＧは、電極コレット４内を流下し、狭窄ノズル６のガス通路６ｅ内に流入する。
【０１２１】
ガス通路６ｅに流入したシールドガスＧは、その速度を増して高速ガスとなると共に、複数のガス整流溝６ｃを通過することにより整流され、高速整流ガスとなってノズル本体７Ａの先端開口からアークの周囲に直線状に噴出される。
【０１２２】
狭窄ノズル６から噴出されたシールドガスＧは、タングステン電極棒５の先端部周囲に流れて電極用ノズル７内の空間に流入した後、電極用ノズル７のノズル本体７Ａに形成した穴状のガス抜き口７ｄ′から外部へ放出される。
【０１２３】
図２２は図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に用いられる電極用ノズル７の他の例を示し、当該電極用ノズル７は、トーチボディ２の先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブル１８が接続される導電性を有する筒状のノズル本体７Ａと、ノズル本体７Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップ７Ｂとを備えており、ノズルチップ７Ｂのみを別の形状のノズルチップ７Ｂに交換したものである。
【０１２４】
即ち、前記ノズルチップ７Ｂは、図２２に示す如く、その先端開口の内径を図２１に示すノズルチップ７Ｂの先端開口の内径よりも大きくしたものであり、その他の部分の形状及び構造は、図２１に示すノズルチップ７Ｂと同様の形状及び構造に形成されている。尚、図２２に示すノズル本体７Ａは、図２１に示すノズル本体７Ａと同じものであり、同じ部位・部材には、同一の参照番号を付している。
【０１２５】
図２３は図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に用いられる電極用ノズル７の更に他の例を示し、当該電極用ノズル７は、トーチボディ２の先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブル１８が接続される導電性を有する筒状のノズル本体７Ａと、ノズル本体７Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップ７Ｂとを備えており、ノズルチップ７Ｂのみを更に別の形状のノズルチップ７Ｂに交換したものである。
【０１２６】
即ち、前記ノズルチップ７Ｂは、図２３に示す如く、ノズルチップ７Ｂの先端面に角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝７ｅ′をノズルチップ７Ｂの直径方向に沿って形成したものであり、その他の部分の形状及び構造は、図２１に示すノズルチップ７Ｂと同様の形状及び構造に形成されている。尚、図２３に示すノズル本体７Ａは、図２１に示すノズル本体７Ａと同じものであり、同じ部位・部材には、同一の参照番号を付している。
【０１２７】
図２４は図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に用いられる電極用ノズル７の更に他の例を示し、当該電極用ノズル７は、トーチボディ２の先端部に取り付けられ、陽極に接続されたアースケーブ１８ルが接続される導電性を有する筒状のノズル本体７Ａと、ノズル本体７Ａの先端部に着脱自在に取り付けられ、先端部が先窄まり状に形成された導電性を有する筒状のノズルチップ７Ｂとを備えており、ノズルチップ７Ｂのみを更に別の形状のノズルチップ７Ｂに交換したものである。
【０１２８】
即ち、前記ノズルチップ７Ｂは、図２４に示す如く、ノズルチップ７Ｂの先端部外周面に、Ｔ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面７ｆ′４を形成したものであり、その他の部分の形状及び構造は、図２１に示すノズルチップ７Ｂと同様の形状及び構造に形成されている。尚、図２４に示すノズル本体７Ａは、図２１に示すノズル本体７Ａと同じものであり、同じ部位・部材には、同一の参照番号を付している。
【０１２９】
図１７に示すスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチと同様の作用効果を奏することができる。
【０１３０】
しかも、図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、電極用ノズル７を筒状のノズル本体７Ａと筒状のノズルチップ７Ｂとに上下に二分割し、ノズル本体７Ａにアースケーブル１８を接続すると共に、ノズルチップ７Ｂをノズル本体７Ａに対して着脱自在としているため、ノズルチップ７Ｂのみを別の形状のものに交換することができ、様々な継手形状に対応することができる。例えば、ノズルチップ７Ｂを角継手の角部に嵌合されるＶ字状の位置決め溝７ｅ′を形成した図２３に示すノズルチップ７ＢやＴ継手の隅部に面接触状態で接触する対向状の位置決め面７ｆ′を形成した図２４に示すノズルチップ７Ｂに交換することによって、角継手やＴ継手のスポット溶接を確実且つ容易に行うことができる。
【０１３１】
また、図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ノズルチップ７Ｂのみを交換できるため、ノズル本体７Ａに接続しているアースケーブル１８の脱着操作が不要となる。
【０１３２】
更に、図１７に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ノズル本体７Ａとノズルチップ７Ｂとを導電性を有する別の材料、例えば、ノズル本体７Ａを比較的安価な黄銅製とすると共に、ノズルチップ７Ｂを銅製としているため、電極用ノズル７全体を銅製としたものに比較してコスト低減を図れる。
【０１３３】
更に、図１７に示すスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、ガスホース１１を取り外し、電極コレット４のコレットチャック部４ａ′を緩めることによって、タングステン電極棒５をトーチの上方から交換することができ、図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に比較してタングステン電極棒５の交換をワンタッチで行え、タングステン電極棒５の交換が容易になる。
【０１３４】
更に、図１７に示すスポット溶接用の狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１は、狭窄ノズル６のみからシールドガスＧを流すようにしているため、狭窄ノズル６とガスレンズ３の両方からシールドガスＧを流す図１に示す狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ１に比較してアークが集中することになり、アークスタートが良くなる。
【符号の説明】
【０１３５】
１は狭窄ノズル付きＴＩＧ溶接トーチ
２はトーチボディ
３はガスレンズ
４は電極コレット
５はタングステン電極棒
６は狭窄ノズル
７は電極用ノズル
７Ａはノズル本体
７Ｂはノズルチップ
７ａは筒部
７ｂは筒状テーパ部
７ｃは穴状のガス抜き口
７ｄは溝状のガス抜き口
７ｄ′は穴状のガス抜き口
７ｅはＶ字状の位置決め溝
７ｅ′はＶ字状の位置決め溝
７ｆ′は位置決め面
８は断熱カバー
１８はアースケーブル
１８ａはアースケーブルの端子
１９は端子用止め具
ａはアーク
Ｇはシールドガス
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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