(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドガスが流通するガス流路と、該ガス流路と連通されたシールドガスを流出する流出孔と、溶接ワイヤを挿通する貫通孔とが設けられた、トーチ本体に結合されるチップボディと、
チップボディの先端に結合されて、該チップボディを介して挿通する溶接ワイヤに通電するチップと、
チップボディの流出孔を被覆するように該チップボディに外嵌されて、前記流出孔から流出したシールドガスを整流するための複数の整流孔が設けられた絶縁性のオリフィスと、
オリフィスとチップとを囲むように、チップボディに絶縁して着脱可能に外嵌されて、オリフィスの整流孔から流出したシールドガスを溶接対象に向けて吹き出す円筒状のノズルと
を備えたガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットであって、
円筒状のノズルが、
チップボディに絶縁して着脱可能に取り付けられる取付筒部と、該取付筒部の前方に延成された、円筒内面に雌ネジ部が設けられた螺合筒部とを具備する金属製の円筒状固定体と、
円筒状固定体に内嵌されて、該円筒状固定体の先端からオリフィスの整流孔に対向する部位までの内面領域を内側から被覆する、円筒状固定体の雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が円筒外面に設けられた保護筒部と、円筒状固定体の先端から突出するノズル先端筒部とを具備するカーボン製の円筒状ノズル体と
から構成され、
さらに、チップボディの流出孔より後端寄りの部位に外嵌されて、ノズルの円筒状固定体の取付筒部が着脱可能に取り付けられる、チップボディと円筒状固定体とを絶縁する絶縁筒体を備え、
オリフィスが、整流孔より後方部位に外方に突出する鍔部を備えると共に、ノズルの円筒状固定体が、その円筒内面から内方へ突出する係止突部を備え、
オリフィスの鍔部をその前後から、絶縁筒体の先端と円筒状固定体の係止突部とで挟持することにより、当該オリフィスを位置決めするとともに、
円筒状ノズル体の保護筒部は、その後端が、オリフィスの整流孔と鍔部との間で、該オリフィスの外表面に、その周方向に亘って当接するように設けられている
ことを特徴とするガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット。
【請求項２】
シールドガスが流通するガス流路と、該ガス流路と連通されたシールドガスを流出する流出孔と、溶接ワイヤを挿通する貫通孔とが設けられた、トーチ本体に結合されるチップボディと、
チップボディの先端に結合されて、該チップボディを介して挿通する溶接ワイヤに通電するチップと、
チップボディの流出孔を被覆するように該チップボディに外嵌されて、前記流出孔から流出したシールドガスを整流するための複数の整流孔が設けられた絶縁性のオリフィスと、
オリフィスとチップとを囲むように、チップボディに絶縁して着脱可能に外嵌されて、オリフィスの整流孔から流出したシールドガスを溶接対象に向けて吹き出す円筒状のノズルと
を備えたガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットであって、
円筒状のノズルが、
チップボディに絶縁して着脱可能に取り付けられる取付筒部と、該取付筒部の前方に延成された、円筒内面に雌ネジ部が設けられた螺合筒部とを具備する金属製の円筒状固定体と、
円筒状固定体に内嵌されて、該円筒状固定体の先端からオリフィスの整流孔に対向する部位までの内面領域を内側から被覆する、円筒状固定体の雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が円筒外面に設けられた保護筒部と、円筒状固定体の先端から突出するノズル先端筒部とを具備するカーボン製の円筒状ノズル体と
から構成され、
さらにチップボディの流出孔より後端寄りの部位に外嵌されて、ノズルの円筒状固定体の取付筒部が着脱可能に取り付けられる、チップボディと円筒状固定体とを絶縁する絶縁筒体を備え、
オリフィスが、整流孔より後方部位に外方に突出する鍔部を備えると共に、ノズルの円筒状ノズル体が、その後端部に内方へ突出する係止突部を備え、
オリフィスの鍔部をその前後から、絶縁筒体の先端と円筒状ノズル体の係止突部とで挟持することにより、当該オリフィスを位置決めする
ようにしていることを特徴とするガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガス溶接などに用いられるガスシールドアーク溶接用トーチに関し、そのトーチ本体の先端に取り付けられるガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットとしては、トーチ本体に結合するチップボディと、該チップボディの先端に結合するチップと、該チップの周りを囲むノズルとを備えてなる構成が一般的である。そして、ノズルにあっては、強度が高く、耐熱性が良好であるため、銅合金やステンレス鋼などの金属製のものが用いられる。ここで、ノズルの先端や先端部の内面には、溶接時に、スパッタが飛散して付着するという問題が従来より指摘されている。金属製のノズルは、前記スパッタが付着し易く且つ付着したスパッタを除去し難い。そして、ノズルは、その内側を流れるシールドガスを溶接対象に吹き付けるものであるから、該ノズルの先端にスパッタの付着量が増えるに従って、シールドガスの流れを阻害してしまう。このようにシールドガスの流れが阻害されると、溶接部にブローホールを発生し易くなるという問題が生ずる。
【０００３】
上記のノズルにあって、スパッタが付着し難い構成として、従来から様々なものが提案されている。例えば、特許文献１にあっては、上記ノズルが、ステンレス鋼製からなり、その先端部の内外面に窒化ケイ素をコーティングした構成であるものが提案されている。このように窒化ケイ素をコーティングすることにより、高い耐熱性を発揮し、且つ溶融金属との親和性が低減するために、スパッタが付着し難くなるという作用効果を奏する。
【０００４】
また、特許文献２にあっては、金属製のノズル本体と、該ノズル本体の先端部に内嵌されたセラミック製又はサーメット製スリーブとからなる構成が提案されている。セラミック材料やサーメット材料は、スパッタが付着し難い材料である。これら材料からなるスリープにより金属製のノズル本体の先端部の内面を内側から被覆することによって、ノズル先端部にスパッタが付着し難くなっている。
【特許文献１】特開平３−２９１１６９号公報
【特許文献２】実開昭６３−１９６３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、溶接時に、ノズルの先端や先端部の内面にスパッタが付着すると、シールドガスの流れを阻害してブローホールの発生原因ともなるため、スパッタを除去する作業を定期的に実施することが必要である。さらに、この除去作業にあっては、付着したスパッタは剥がれ難いために、例えば、刃物や金ブラシなどにより、スパッタを削り落とすようにして行う。そのため、この除去作業により、ノズル自体を傷つけ易く、損傷度合いに従ってノズルの交換を実施しなければならない。尚、上記した特許文献１，２の構成にあっては、スパッタを付着し難くしたものであるが、例え少量でもスパッタが付着すれば、そこにスパッタが徐々に堆積してしまう。そのため、これら構成にあっても、前記した除去作業を実施する必要がある。
【０００６】
ところで、上記した特許文献１の構成にあっては、窒化ケイ素をコーティングすることによりスパッタの付着を抑制できることから、上記した除去作業を実施するまでの期間を比較的長くすることができる。しかし、除去作業では、窒化ケイ素のコーティング層を傷つけ易く、該コーティング層の損傷によりステンレス鋼が露出してしまう。このようにステンレス鋼が露出すれば、その露出部位にスパッタが付着し易くなるため、除去作業の実施に至る期間が短くなり、結果としてノズル交換時期がはやまる。すなわち、この構成のノズルは、所望の耐久性を実質的に発揮できない。
【０００７】
一方、上記した特許文献１，２では、コーティング層やセラミック製などのスリープにより、スパッタが比較的多く付着するノズルの先端や先端部の内面を被覆するようにしていることから、上記した除去作業を実施するまでの期間を長くすることができる。ところが、除去作業を実施するまでの期間が長くなると、ノズルの先端部だけなく、後端寄りの部位でもスパッタの付着が顕在化してきた。尚、これは、除去作業の実施までの期間が比較的短い場合には、問題視されていなかった。このようにノズルの後端寄りの部位にスパッタが付着した場合にも、上述したように、シールドガスの流れを阻害してしまい、ブローホール発生の要因となり得る。そして、特許文献１，２では、コーティング層を設ける領域、セラミック製などのスリーブで被覆する領域を、それぞれノズルの先端や先端部の内面とする以外は、明確に開示されていない。さらに、シールドガスとの関係についても明示されていない。そのため、これら構成を用いても、ノズルの後端寄りに存在する金属露出面にスパッタが付着し、これに伴ってシールドガスの流れを阻害してしまうという問題が生じてしまう。
【０００８】
また、上記した特許文献２の構成にあっては、セラミック製などのスリープが、金属製のノズル本体の先端部内面に内嵌して配設されているため、該スリープの後端がノズル本体の内面から突出して段差を形成する。このスリープ後端より後方から流れてくるシールドガスは、この段差にぶつかると、流れが乱れてしまう。そのため、溶接部に吹き付けるシールドガスの流れが乱れ易く、溶接品質に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００９】
本発明は、スパッタが付着し難く、かつシールドガスをスムースに流し得るガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シールドガスが流通するガス流路と、該ガス流路と連通されたシールドガスを流出する流出孔と、溶接ワイヤを挿通する貫通孔とが設けられた、トーチ本体に結合されるチップボディと、チップボディの先端に結合されて、該チップボディを介して挿通する溶接ワイヤに通電するチップと、チップボディの流出孔を被覆するように該チップボディに外嵌されて、前記流出孔から流出したシールドガスを整流するための複数の整流孔が設けられた絶縁性のオリフィスと、オリフィスとチップとを囲むように、チップボディに絶縁して着脱可能に外嵌されて、オリフィスの整流孔から流出したシールドガスを溶接対象に向けて吹き出す円筒状のノズルとを備えたガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットであって、円筒状のノズルが、チップボディに絶縁して着脱可能に取り付けられる取付筒部と、該取付筒部の前方に延成された、円筒内面に雌ネジ部が設けられた螺合筒部とを具備する金属製の円筒状固定体と、円筒状固定体に内嵌されて、該円筒状固定体の先端からオリフィスの整流孔に対向する部位までの内面領域を内側から被覆する、円筒状固定体の雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が円筒外面に設けられた保護筒部と、円筒状固定体の先端から突出するノズル先端筒部とを具備するカーボン製の円筒状ノズル体とから構成されてなるものであることを特徴とするガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットである。
【００１１】
かかる構成にあっては、ノズルを、金属製の円筒状固定体とカーボン製の円筒状ノズル体とから構成したものであり、金属製の円筒状固定体によりチップボディに外嵌して固定し、カーボン製の円筒状ノズル体により金属製の円筒状固定体の内面を内側から被覆するようにしたものである。ここで、円筒状ノズル体はカーボン製であるため、スパッタが付着し難く且つ付着したスパッタを除去し易い。そして、この円筒状ノズル体により、オリフィスの整流孔からノズル先端に至るまでの領域を覆っている。そのため、ノズルにあって、オリフィスの整流孔からノズル先端に至るシールドガスが流れる領域で、スパッタが付着し難くなっており、該シールドガスの流れがスパッタにより阻害されることを防止できる。したがって、本発明によれば、シールドガスの流れが阻害されることを防ぐことができるため、上述したように溶接部にブローホールが発生する不具合を抑制でき、溶接品質を向上することができ得る。
【００１２】
また、ノズルは、金属製の円筒状固定体の取付筒部により、チップボディに着脱可能に外嵌するものであるから、該円筒状固定体によりチップボディに支持固定される。そのため、着脱時や取り付け状態にあっては、脆性材料であるカーボン製の円筒状ノズル体に負荷がかかり難く、円筒状固定体の取付筒部に負荷が集中し易くなっている。これにより、脆性材料であるカーボン製の円筒状ノズル体が損傷することを抑制でき、充分な耐久性を発揮することができる。そして、上述したように、スパッタを除去する等の除去作業やメンテナンス作業を実施する場合にあっても、ノズルの着脱作業を比較的容易かつ安定して実施できる。このように、本構成のノズルは、金属製の円筒状固定体がチップボディに取り付けて保持する役割を有し、カーボン製の円筒状ノズル体がスパッタの付着を防ぐ役割を有するものとしている。
【００１３】
さらに、ノズルは、円筒状固定体と円筒状ノズル体とを螺合して一体化した構成であるから、両者の取り付け及び取り外しを比較的容易に実施することが可能である。そのため、一方が損傷した場合などでも、容易に取り換えることができる。
【００１４】
尚、ノズルの円筒状ノズル体としては、上述したように、オリフィスの整流孔を被覆するようにしたものであり、このためには、該円筒状ノズル体の保護筒部の後端を、オリフィスの整流孔より後方に位置するようにした構成を要する。さらに、この保護筒部は、その後端部で、オリフィスの、整流孔より後方の外面に、その周方向に亘って当接するようにした構成が好適である。これにより、保護筒部より後方で円筒状固定体の金属面が位置する空域と、オリフィスの整流孔の存在する空域とを区画することができる。そして、保護筒部より後方に位置する円筒状固定体の金属面に、スパッタが付着することを防ぐことができる。
【００１５】
上述したガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットにあって、チップボディの流出孔より後端寄りの部位に外嵌されて、ノズルの円筒状固定体の取付筒部が着脱可能に取り付けられる、チップボディと円筒状固定体とを絶縁する絶縁筒体を備えた構成が提案される。
【００１６】
かかる構成にあっては、絶縁筒体によってチップボディとノズルの円筒状固定体とを絶縁していることから、金属製の円筒状固定体に導通することを防ぎ、該円筒状固定体と被溶接材（溶接対象）との間にアークが発生することを防ぐ効果を高めている。また、チップボディとノズルとを直接取り付けないようにしていることから、両者を着脱する作業を繰り返し実施した場合に、取り付け部位に損傷を生じても、絶縁筒体又はノズルの円筒状固定体を取り替えるだけでよい。そのため、メンテナンスに要する時間や費用を抑制することができる。
【００１７】
尚、絶縁筒体としては、樹脂製、カーボン製、セラミック製などの絶縁材料からなる構成が好適であり、さらには、チップボディやオリフィスと接触する部位を絶縁材料から形成し、ノズルの円筒状固定体と接触する部位を金属材料から形成する二部材構造とすることもできる。後者の構成の場合には、ノズルの円筒状固定体の取付筒部と取り付ける部位が金属製となるため、上記したノズルの着脱作業に対して優れた耐久性を発揮でき得る。
【００１８】
上述したガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットにあって、オリフィスが、整流孔より後方部位に外方に突出する鍔部を備えてなると共に、ノズルの円筒状固定体が、その円筒内面から内方へ突出する係止突部を備えてなり、オリフィスの鍔部をその前後から、絶縁筒体の先端と円筒状固定体の係止突部とで挟持することにより、当該オリフィスを位置決めするようにした構成が提案される。
【００１９】
かかる構成にあっては、チップボディに絶縁筒体を外嵌して固定した後に、オリフィスをチップボディに外嵌して絶縁筒体の前端に当接し、さらに、ノズルを絶縁筒体に取り付けることによって、該オリフィスを、チップボディの流出孔を覆う位置に位置決めすることができる。このようにオリフィスの位置決めを比較的容易かつ正確に実施できる。尚ここで、ノズルの円筒状ノズル体の保護筒部は、その後端がオリフィスの整流孔と鍔部との間となるように設けられる。そして、この保護筒部の後端が、オリフィスの外面と周方向に亘って当接する構成が好適である。
【００２０】
又は、上述したガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットにあって、オリフィスが、整流孔より後方部位に外方に突出する鍔部を備えてなると共に、ノズルの円筒状ノズル体が、その後端部に内方へ突出する係止突部を備えてなり、オリフィスの鍔部をその前後から、絶縁筒体の先端と円筒状ノズル体の係止突部とで挟持することにより、当該オリフィスを位置決めするようにした構成が提案される。
【００２１】
かかる構成にあっても、上述の構成と同様に、絶縁筒体の前端にオリフィスを当接した後に、ノズルを絶縁筒体に取り付けることによって、該オリフィスを、チップボディの流出孔を覆う位置に位置決めすることができる。このようにオリフィスの位置決めを比較的容易かつ正確に実施できる。尚、本構成にあっては、オリフィスに周成した鍔部に、円筒状ノズル体の保護筒部の後端部に周成した係止突部を当接するようにした構成が好適である。
【００２２】
上述したガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニットにあって、絶縁筒体に外嵌して固定される外嵌筒部と、該外嵌筒部の前方に延成された、ノズルの円筒状固定体の取付筒部を前方から挿入可能な環状差込間隙を絶縁筒体との間に形成する差込開口筒部とを備えてなり、該差込開口筒部に周方向に沿って、外方へ拡径するボール嵌着孔が複数設けられている差込用固定筒体と、該差込用固定筒体の各ボール嵌着孔に夫々嵌着して、差込開口筒部の内面から内方へ部分的に突出する嵌合ボールと、差込用固定筒体の外側に遊嵌されて前後方向へ移動可能に支持されるものであって、嵌合ボールに外側から当接して該嵌合ボールをボール嵌着孔に嵌着した状態で保持する保持孔部と、該保持孔部より大径を成し、ボール嵌着孔との間で嵌合ボールを外方へ遊動可能に支持する、該保持孔部の前方に延成された遊動孔部とを備えてなり、保持孔部により嵌合ボールをボール嵌着孔に嵌着して保持する保持位置と、遊動孔部により嵌合ボールを遊動可能に支持する差込位置とに位置変換するスライド筒体と、スライド筒体を差込位置から保持位置へ向かう方向へ付勢する付勢手段とを具備するノズル着脱部材を備えると共に、ノズルの円筒状固定体の取付筒部に、差込用固定筒体のボール嵌着孔から突出した嵌合ボールの突出部を嵌入可能な嵌入溝が周成されてなり、絶縁筒体に固定されたノズル着脱部材のスライド筒体を付勢手段の付勢力に抗して差込位置とすることにより、ノズルの円筒状固定体の取付筒部を、差込用固定筒体の差込開口筒部と絶縁筒体との間に形成された環状差込間隙に挿脱可能とし、スライド筒体を付勢手段の付勢力に従って保持位置とすることにより、該取付筒部の嵌入溝に嵌合ボールの突出部を嵌入してノズルを絶縁筒体に取り付けるようにしている構成が提案される。
【００２３】
かかる構成にあっては、絶縁筒体に装着したノズル着脱部材のスライド筒体を前後方向に移動して保持位置と差込位置とに位置変換することにより、ノズルを着脱することができる。詳述すれば、ノズルを取り付ける場合には、スライド筒体を付勢手段の付勢力に抗して差込位置として、差込用固定筒体の差込開口筒部と絶縁筒体との間に形成された環状差込間隙に、ノズルの円筒状固定体の取付筒部を挿入した後、スライド筒体を付勢手段の付勢力に従って保持位置に位置変換する。ここで、スライド筒体を差込位置とすると、その遊動孔部が差込用固定筒体の差込開口筒部の各ボール嵌着孔に対向する位置となるため、該ボール嵌着孔と遊動孔部との間で嵌合ボールが内外に移動可能となる。そのため、嵌合ボールが差込開口筒部の内面から突出しないように動くことができ、ノズルの円筒状固定体の取付筒部を挿入できる。その後、スライド筒体を保持位置とすると、その保持孔部が差込用固定筒体の各ボール嵌着孔に対向する位置となるため、各嵌合ボールを夫々のボール嵌着孔に嵌着して、該嵌合ボールが差込開口筒部の内面から部分的に突出する。これにより、差込開口筒部の内面から突出した嵌合ボールの突出部が、円筒状固定体の取付筒部の嵌入溝に嵌入し、ノズルを取り付け保持することができる。また、ノズルを取り外す場合には、スライド筒体を付勢手段の付勢力に抗して差込位置に位置変換することにより、ノズルの円筒状固定体の取付筒部を環状差込間隙から引き出すことができる。このように、ノズル着脱部材のスライド筒体を保持位置と差込位置とに位置変換するだけで、ノズルを着脱することができるため、該ノズルの着脱作業を比較的容易かつ正確に実施することができる。そのため、スパッタの除去作業やメンテナンス作業などを実施する際の作業時間を短縮でき、効率的に作業を実施できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上述したように、シールドガスを流出する流出孔が設けられたチップボディの先端に、溶接ワイヤに通電するチップが連結され、シールドガスを整流する整流孔が設けられた絶縁性のオリフィスが、チップボディの流出孔を覆うように外嵌され、さらに、シールドガスを溶接対象に向けて吹き出すためのノズルが、オリフィスとチップボディとを囲むようにチップボディに絶縁して外嵌されてなるものであって、ノズルは、チップボディに着脱可能に取り付けられる取付筒部と該取付筒部から前方へ延成された螺合筒部とからなる金属製の円筒状固定体と、該螺合筒部に螺合して円筒状固定体に内嵌される保護筒部と円筒状固定体より前方に突出するノズル先端筒部とからなるカーボン製の円筒状ノズル体となるものである。本構成では、ノズルの先端からオリフィスの整流孔に至るノズル内面がカーボンに構成されており、スパッタが付き難く且つ付着したスパッタを除去し易い。そのため、オリフィスの整流孔からノズル先端に至るシールドガスが流れる領域で、スパッタが付着し難くなっており、該スパッタによりシールドガスの流れが阻害されることを防ぐことができる。これにより、ノズルに付着したスパッタの除去作業を実施するまでの期間を長期化でき、総じてノズルの耐久性を向上することができるため、総じて溶接工程に要するコストを低減することができ得る。また、長期に亘って、シールドガスを溶接対象に適切に吹き付けることができ、溶接部にブローホールが生じるなどの不具合の発生を抑制する効果が向上する。
【００２５】
また、チップボディの流出孔より後端寄りの部位に外嵌されて、ノズルの円筒状固定体の取付筒部が着脱可能に取り付けられる、チップボディと円筒状固定体とを絶縁する絶縁筒体を備えた構成にあっては、絶縁筒体により、チップボディとノズルの金属製の円筒状固定体とを確実に絶縁することができ、該円筒状固定体と被溶接材との間にアークが発生することを抑制する効果が向上する。また、ノズルの着脱作業を繰り返し実施しても、チップボディを損傷することがない。
【００２６】
また、オリフィスが、整流孔より後方部位に外方に突出する鍔部を備えてなると共に、ノズルの円筒状固定体が、その円筒内面から内方へ突出する係止突部を備えてなり、オリフィスの鍔部を絶縁筒体の先端と円筒状固定体の係止突部とで挟持して位置決めする構成が提案される。又は、オリフィスが、整流孔より後方部位に外方に突出する鍔部を備えてなると共に、ノズルの円筒状ノズル体が、その後端部に内方へ突出する係止突部を備えてなり、オリフィスの鍔部を絶縁筒体の先端と円筒状ノズル体の係止突部とで挟持して位置決めする構成が提案される。いずれの構成にあっても、オリフィスを比較的容易かつ正確に位置決めすることができる。
【００２７】
また、嵌合ボールを夫々嵌着する複数のボール嵌着孔が設けられた、絶縁筒体に取り付けられる差込用固定筒体と、嵌合ボールを各ボール嵌着孔に嵌着する保持孔部と嵌合ボールを外方に移動可能な遊動孔部とが設けられた、差込用固定筒体に対して前後方向に移動可能に支持されたスライド筒体と、該スライド筒体を、その保持孔部が差込用固定筒体のボール嵌着孔に対向する保持位置に位置するように付勢する付勢手段とを備えてなり、該スライド筒体を付勢手段の付勢力に抗して遊動孔部がボール嵌着孔に対向する差込位置として、差込用固定筒体の差込開口筒部と絶縁筒体とにより形成された環状差込間隙に、ノズルの円筒状固定体の取付筒部を挿脱可能とし、また、該取付筒部を環状差込間隙に挿入した後に、スライド筒体を付勢手段の付勢力に従って保持位置として、各ボール嵌着孔に嵌合ボールを嵌着して部分的に内方へ突出した各嵌合ボールの突出部を、円筒状固定体の取付筒部に設けられた嵌合溝に嵌入することにより、ノズルを固定するようにしたノズル着脱部材を備えるものである。本構成にあっては、絶縁筒体に取り付けて固定したノズル着脱部材のスライド筒体を、前後方向へ移動して保持位置と差込位置とに位置変換することにより、ノズルを着脱することができる。このようにワンタッチでノズルの着脱作業を実施することができ、比較的容易かつ正確にノズルを着脱することができるため、スパッタの除去作業やメンテナンス作業などを効率的に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施例を添付図面を用いて詳述する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本実施例１のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット１の縦断面図であり、図２は、その分解図である。このガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット１は、チップ２、チップボディ３、絶縁筒体４、オリフィス５、ノズル６から構成されている。
【００３０】
ここで、チップ２は、その中心を貫通する挿通孔１０が設けられており、この挿通孔１０に挿通した溶接ワイヤ７に通電するものである。そして、このチップ２は、その後端がチップボディ３の先端に螺合されて取り付けられる。このチップボディ３は、その後端に、図示しないトーチ本体に螺合するためのネジ部１１が設けられ、該ネジ部１１の前方に、絶縁筒体４を螺合するための雄ネジ部１２が形成されている。さらに、チップボディ３には、その内部に、長手方向に貫通する貫通孔１４と、シールドガスを流通するガス流路１５とが夫々に設けられている。この貫通孔１４は、チップ２と螺合した際に、該チップ２の挿通孔１０と直線状に連通し、トーチ本体から送られてくる溶接ワイヤ７をチップ２の挿通孔１０へ挿通する。また、ガス流路１５は、トーチ本体から送られてきたシールドガスが流通する。そして、チップボディ３の前寄り部位には、ガス流路１５と該チップボディ３の外部とを連通する流出孔１３が設けられており、該ガス流路１５を流れてきたシールドガスを流出孔１３から流出するようにしている。
【００３１】
上記したチップ２およびチップボディ３は、銅又は銅合金から成形されてなるものである。
【００３２】
また、上述したチップボディ３には、その雄ネジ部１２に絶縁筒体４が螺合されて固定される。この絶縁筒体４は、樹脂製の筒状本体１７と、該筒状本体１７の長手方向中央部分に外嵌されて接合された銅合金製の外殻体１８とから構成されており、外殻体１８をかしめて筒状本体１７と一体化してなる。ここで、筒状本体１７は、その前後で外径が異なる二段円筒形となっており、前側の外径が後側に比して小径としている。外殻体１８は、筒状本体１７の中央部分のみを被覆しており、該筒状本体１７の前後端１７ａ，１７ｂは露出したままとしている。そして、外殻体１８にあっても、筒状本体１７と同様に、二段円筒形となっており、小径をなす前側部位の外面に、上記したノズル６と結合するための雄ネジ部２０が形成されている。また、筒状本体１７の内面には、チップボディ３の雄ネジ部１２と螺合する雌ネジ部１９が設けられている。
【００３３】
また、上記したオリフィス５が、チップボディ３の前方から外嵌し、該チップボディ３に螺合された絶縁筒体４の前端１７ａに当接して配設される。このオリフィス５は、セラミック製の円筒形状を成し、内外に貫通する整流孔２２が周方向に略均等間隔で複数設けられている（図１（Ｂ）、図２参照）。このオリフィス５は、チップボディ３の流出孔１３を覆う位置に配設されて、該流出孔１３から流出したシールドガスを複数の整流孔２２から流出するようにしている。この複数の整流孔２２を周方向にほぼ均等間隔で設けていることにより、シールドガスを周方向で整流して流すことができるようにしている。さらに、オリフィス５の後端部には、外方に突出する鍔部２１が周成されている。つまり、鍔部２１は、整流孔２２より後方部位に設けられている。そして、オリフィス５の外周面は、鍔部２１を除き、前方へ傾斜する形状を成す。
【００３４】
このオリフィス５と絶縁筒体４とにより、チップボディ３が、その前端部分を除いて被覆されており、該チップボディ３の後寄り部分にスパッタが付着することを防いでいる。
【００３５】
また、上記したチップボディ３に螺合された絶縁筒体４には、その雄ネジ部２０にノズル６が螺合される。ノズル６は、オリフィス５の整流孔２２から流出したシールドガスを、溶接対象に向けて吹き出す役割を有するものである。このノズル６にあっては、絶縁筒体４の雄ネジ部２０に螺合する雌ネジ部２８が設けられた金属製の円筒状固定体２５と、該円筒状固定体２５に螺合されるカーボン製の円筒状ノズル体３１とから構成されてなる。
【００３６】
尚、本実施例１にあって、円筒状固定体２５は、真鍮により成形してクロムメッキしてなるものとしている。また、円筒状ノズル体３１は、等方性黒鉛材から成形されたものとしている。そして、この等方性黒鉛材としては、ＣＩＰ（ラバープレス）成型、型込成型、押出成型のいずれにより製造されるものであってもよい。
【００３７】
上記した金属製の円筒状固定体２５は、前記した雌ネジ部２８が円筒内面に形成された円筒状の取付筒部２６と、該取付筒部２６から前方へ延成された円筒状の螺合筒部２７とからなり、該螺合筒部２７の円筒内面に雌ネジ部２９が設けられている。
【００３８】
上記したカーボン製の円筒状ノズル体３１は、円筒状固定体２５の螺合筒部２７に内嵌されて該螺合筒部２７の内面を内側から被覆する保護筒部３２と、円筒状固定体２５の前方に突出してノズル６の先端部を構成するノズル先端筒部３３とが一体的に成形されてなるものである。この保護筒部３２は、その円筒外面に、円筒状固定体２５の螺合筒部２７の雌ネジ部２９と螺合する雄ネジ部３５が設けられている。そして、この保護筒部３２の後端部に、その内面から内方へ突出する係止突部３０が周成されている。この係止突部３０は、ノズル６を絶縁筒体４に螺合することにより、オリフィス５の鍔部２１に前方から当接する。そして、オリフィス５の鍔部２１を、係止突部３０と絶縁筒体４の前端１７ａとで挟持することにより、該オリフィス５を、チップボディ３の流出孔１３を覆う位置で位置決めする。この円筒状ノズル体３１の保護筒部３２の長さは、ノズル６を絶縁筒体４に螺合した状態で、円筒状固定体２５の先端からオリフィス５の鍔部２１に至る長さとなるように設定している。これにより、カーボン製の円筒状ノズル体３１は、その保護筒部３２によって、オリフィス５の鍔部２１より前方で、金属製の円筒状固定体２５の内面を内側から被覆する。また、この円筒状ノズル体３１は、係止突部３０から前端に至る内面が平滑な面となっている。
【００３９】
尚、この円筒状ノズル体３１の保護筒部３２は、その係止突部３０が、オリフィス５の鍔部２１と周方向に亘って当接するように設けられている。これにより、オリフィス５の整流孔２２から流出したシールドガスが、後方へ移動し難く、ノズル６の前方から流出し易くしている。
【００４０】
上述したガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット１は、そのチップボディ３のネジ部１１がトーチ本体に螺合されて取り付けられ、アーク溶接に用いられる。このアーク溶接の際には、オリフィス５の整流孔２２から流出したシールドガスを溶接対象に向けて吹き出しながら、チップボディ３とチップ２とを介して溶接ワイヤ７に導通して溶接を行う。そして、ノズル６のカーボン製の円筒状ノズル体３１が、オリフィス５の整流孔２２からノズル６の先端までの領域で、該オリフィス５とチップ２との周りを囲んでいることから（図１（Ｂ）参照）、溶接時に生ずるスパッタが円筒状ノズル体３１の円筒内面や先端に付着し難くなっている。すなわち、本実施例１の構成にあっては、ノズル６の先端や該先端部の内面だけでなく、ノズル６の先端からオリフィス５の整流孔２２に至るまでの領域を、スパッタが付着し難いカーボン製の円筒状ノズル体３１により囲んでいる（図１（Ｂ）参照）。このように、オリフィス５の整流孔２２からノズル６の先端に至る、シールドガスが流れる領域では、ノズル６の内面にスパッタが付着し難いため、該スパッタの付着によりシールドガスの流れが阻害されてしまうことを防ぐことができる。そのため、シールドガスの流出不良によるブローホールの発生を防ぐことができ得る。
【００４１】
また、スパッタが付着し難いことから、ノズル６に付着したスパッタを取り除く除去作業を実施するまでの期間を比較的長くできる。さらに、円筒状ノズル体３１はカーボン製であることから、上記したように、スパッタが付着しても比較的容易に除去することができる。そのため、スパッタの除去作業で円筒状ノズル体３１が傷つき難く、除去作業を繰り返すことにより、スパッタの付着を抑制する作用を比較的長期に渡って発揮できる。このようにノズル６は耐久性が高く、かつスパッタが付着し難いことから、本実施例１の構成によれば、所望の溶接品質を比較的長期に渡って安定して維持することができ得る。
【００４２】
尚、仮に、上記したカーボン製の保護筒部３２が、オリフィス５の整流孔２２の位置よりも前方までとした構成とすれば、整流孔２２と保護筒部３２との間では円筒状固定体２５の内面が露出することとなる。この場合にあっては、円筒状固定体２５の露出した金属製の内面にスパッタが付着し易く、該スパッタの付着により整流孔２２から流出したシールドガスの流れが阻害されてしまうことともなる。これにより、溶接部にブローホールが生じてしまうこともあり、溶接品質の安定性が低下してしまう。
【００４３】
さらに、本実施例１にあっては、上述したように、ノズル６を金属製の円筒状固定体２５とカーボン製の円筒状ノズル体３１との二部材構成としており、該円筒状固定体２５により絶縁筒体４を介してチップボディ３に取り付けるようにしている。そのため、上記のようにスパッタの除去作業やメンテナンス等を実施するために、ノズル６を取り外したり取り付けたりする作業を繰り返し実施しても、雌ネジ部２８が損傷する等の不具合を生じにくく、充分な耐久性を有している。
【００４４】
さらに、円筒状固定体２５と円筒状ノズル体３１とは、螺合により一体化していることから、両者に作用する負荷は、螺合している雌ネジ部２９と雄ネジ部３５との全体に作用する。そのため、応力集中を緩和することができる。特にカーボン材料は、金属材料に比して脆性材料であるため、応力集中による負荷で損傷し易いことから、本実施例１の構成は円筒状固定体２５と円筒状ノズル体３１との連結部位の耐久性を高めるものとして有効である。尚、これに比して、例えば、上述した従来の特許文献２の構成にあっては、セラミック材料のスリーブを金属材料のノズル体とビス止めするようにしていることから、ビス止めした部位に応力集中が生じ易い。仮に、この特許文献２のスリーブをカーボン材料により構成したとすると、ビス止めした部位がすぐに摩耗してしまう。このように、本実施例１のノズル６にあっては、従来の特許文献２の構成に比して、優れた耐久性を発揮することができ得る。
【実施例２】
【００４５】
図３は、実施例２のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット５１の断面図であり、図４は、その分解図である。このガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット５１は、上述した実施例１と同様の、チップ２、チップボディ３、絶縁筒体４、オリフィス５とを備えている。そして、絶縁筒体４に、ノズル５２が螺合されて取り付けられる。
【００４６】
本実施例２のノズル５２にあっては、金属製の円筒状固定体５５とカーボン製の円筒状ノズル体６１とからなる二部材構成である。金属製の円筒状固定体５５は、絶縁筒体４の雄ネジ部２０と螺合する雌ネジ部６０が円筒内面に設けられた取付筒部５６と、該取付筒部５６から前方へ延成した、円筒状ノズル体６１と螺合する雌ネジ部５９が円筒内面に設けられた螺合筒部５７とからなる。この円筒状固定体５５には、雌ネジ部６０よりも前方部位に、内方へ突出するように係止突部６４が周成されている。この係止突部６４は、円筒状固定体５５の取付筒部５６の雌ネジ部６０を絶縁筒体４の雄ネジ部２０に螺合した場合に、チップボディ３に外嵌したオリフィス５の鍔部２１に、その前側から当接する。すなわち、オリフィス５は、その鍔部２１を、ノズル５２の円筒状固定体５５の係止突部６４と絶縁筒体４の前端１７ａとにより前後から挟持されて、チップボディ３の流出孔１３を覆う位置で位置決めされる。また、円筒状ノズル体６１は、その内面が平滑な面となっている。
【００４７】
また、円筒状ノズル体６１は、円筒状固定体５５の螺合筒部５７の雌ネジ部５９と螺合する雄ネジ部６５が設けられた保護筒部６２と、円筒状固定体５５から前方へ突出してノズル５２の先端部をなすノズル先端筒部６３とが一体的に成形されてなる。保護筒部６２は、上述した実施例１と同様に、円筒状固定体５５の螺合筒部５７と螺合して、該円筒状固定体５５の円筒内面をその内側から被覆する。ここで、この保護筒部６２は、その長さを、円筒状固定体５５の先端から係止突部６４に至る長さより短く、且つ、該係止突部６４により位置決めされたオリフィス５の整流孔２２に至る長さより長くなるように設定されている。すなわち、カーボン製の円筒状ノズル体６１は、その保護筒部６２によって、オリフィス５の整流孔２２を被覆し、且つ、該整流孔２２の前方領域で、金属製の円筒状固定体５５の円筒内面をその内側から被覆する（図３（Ｂ）参照）。
【００４８】
尚、この円筒状ノズル体６１の保護筒部６２は、その後端が、オリフィス５の整流孔２２と鍔部２１との間で該オリフィス５の外表面に、その周方向に亘って当接するように設けられている。これにより、オリフィス５の整流孔２２から流出したシールドガスが、後方へ移動し難く、ノズル５２の前方から流出し易くしている。
【００４９】
本実施例２にあっては、上述したように、ノズル５２の金属製の円筒状固定体５５にオリフィス５の鍔部２１と当接する係止突部６４を設け、カーボン製の円筒状ノズル体６１に係止突部を設けない構成としたものである。そして、ノズル５２以外は、上述した実施例１と同じ構成であり、同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略する。
【００５０】
このような実施例２のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット５１にあっても、オリフィス５の整流孔２２から該ノズル５２の先端に至る、シールドガスが流れる領域を、カーボン製の円筒状ノズル体６１により被覆していることから、スパッタが付着し難く、該スパッタの付着によりシールドガスの流れが阻害されてしまうことを防ぐことができる。また、カーボン製の円筒状ノズル体６１は、スパッタが付着しても除去し易い。さらに、ノズル５２は、金属製の円筒状固定体５５で絶縁筒体４と螺合していることから、メンテナンス等で脱着することを繰り返しても、所望の耐久性を発揮できる。このように、本実施例２にあっても、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮することができる。
【実施例３】
【００５１】
図５は、本実施例３のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット７１の断面図であり、図６は、その分解図である。このガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット７１は、チップ２、チップボディ３、絶縁筒体７４、オリフィス５、ノズル７２、ノズル着脱部材７３から構成されている。尚、チップ２、チップボディ３、オリフィス５は、上述した実施例１と同じ構成のものを用いている。
【００５２】
上記した絶縁筒体７４は、外周径が夫々に異なる円筒を前後に一体化したような二段円筒形状を成し、後側円筒部７４ｂの外周径に比して前側円筒部７４ａの外周径を小径とした構成である。この絶縁筒体７４は、樹脂製からなり、外周径の大きい後側円筒部７４ｂに、周方向に沿って溝（図示省略）が設けられている。そして、この溝に、外方へ突出する固定用Ｃリング７７が嵌合されている。尚、この絶縁筒体７４は、その内面に、上述した実施例１と同様、チップボディ３の雄ネジ部１２と螺合する雌ネジ部７８が形成されている。そして、絶縁筒体７４を螺合したチップボディ３に、オリフィス５を嵌入して該絶縁筒体７４の前端に当接することにより、該オリフィス５がチップボディ３の流出孔１３を被覆するように配設される。
【００５３】
一方、上記したノズル着脱部材７３は、ノズル７２を取り付け、固定保持、取り外しするためのものである。このノズル着脱部材７３は、図５〜図７のように、絶縁筒体７４に外嵌して固定される差込用固定筒体１０１と、複数の嵌合ボール１２０と、差込用固定筒体１０１に前後方向へ移動可能に支持されたスライド筒体１０３と、スライド筒体１０３を前方へ付勢するコイルバネ１０４とを備えてなる。尚、このコイルバネ１０４により、本発明にかかる付勢手段が構成されている。
【００５４】
ここで、差込用固定筒体１０１は、上記した絶縁筒体７４の後側円筒部７４ｂに外嵌する外嵌筒部１１４と、該外嵌筒部１１４から前方に延成された所定外径の差込開口筒部１１０とからなる。外嵌筒部１１４は、その外径が、差込開口筒部１１０の外径に比して径大に形成されている。また、差込開口筒部１１０は、その内径が、外嵌筒部１１４の内径に比して径大に形成されている。差込開口筒部１１０と、絶縁筒体７４の前側円筒部７４ａおよび後側円筒部７４ｂとの間に環状差込間隙１２７が形成される。そして、外嵌筒部１１４と差込開口筒部１１０との内径差によって、この両者が連成する部位に環状段部１１３が形成されている。この環状段部１１３は、差込用固定筒体１０１を絶縁筒体７４の後方から外嵌した際に、該絶縁筒体７４に嵌合した固定用Ｃリング７７に当接して、当該差込用固定筒体１０１の前方位置を定めるためのものである。
【００５５】
絶縁筒体７４の後側円筒部７４ｂの、差込用固定筒体１０１より後方となる部位には、固定用バンド７９が外嵌されている。後側円筒部７４ｂに外嵌した固定用バンド７９と、後側円筒部７４ｂに嵌合した固定用Ｃリング７７とによって、後側円筒部７４ｂに外嵌された外嵌筒部１１４は、前後方向の位置決めがなされている。
【００５６】
差込用固定筒体１０１の差込開口筒部１１０には、内外に貫通するボール嵌着孔１１５が周方向に均等間隔で複数形成されている（図７参照）。このボール嵌着孔１１５は、差込開口筒部１１０の内面で開孔する孔径を所定孔径とし、該所定孔径から外方へ徐々に拡径するように設けられている。すなわち、ボール嵌着孔１１５は、その孔周面が外方へ拡がる傾斜周面となっている。また、ボール嵌着孔１１５の前方には、固定用Ｃリング１１７を嵌合するための周溝１１６が周成されている（図７参照）。
【００５７】
そして、上記した差込用固定筒体１０１の各ボール嵌着孔１１５には、差込開口筒部１１０の内面における孔径に比して径大な径寸法の嵌合ボール１２０が夫々配される。さらに、嵌合ボール１２０の径寸法は、差込開口筒部１１０の板厚に比して大きく設定されている。この嵌合ボール１２０は、ボール嵌着孔１１５に嵌着した状態で、該ボール嵌着孔１１５から内方へ部分的に突出するようになっている。そして、この嵌着した状態で、ボール嵌着孔１１５から外方へも部分的に突出する。
【００５８】
また、上記したスライド筒体１０３にあっては、円筒状を成し、後方開口する摺動孔部１２１と、前方開口する遊動孔部１２２と、該摺動孔部１２１と遊動孔部１２２との間に設けられた保持孔部１２３とが前後方向に連成されている。ここで、摺動孔部１２１は、差込用固定筒体１０１の外嵌筒部１１４に摺動可能に外嵌する内径寸法に設けられている。また、保持孔部１２３は、差込用固定筒体１０１の各ボール嵌着孔１１５に嵌合ボール１２０を夫々に嵌着した状態で、各嵌合ボール１２０の外端に当接する内径寸法により設けられている。すなわち、保持孔部１２３を、差込用固定筒体１０１のボール嵌着孔１１５に対向する位置とすることにより、嵌合ボール１２０の外端に当接し、該嵌合ボール１２０をボール嵌着孔１１５に嵌着した状態で保持する。尚、保持孔部１２３は、摺動孔部１２１より小径の内径寸法となっており、両者が連成する部位に環状段部１２５が形成されている。また、遊動孔部１２２は、前記した保持孔部１２３に比して径大な内径寸法となっており、差込用固定筒体１０１のボール嵌着孔１１５に対向する位置とすることにより、各ボール嵌着孔１１５に夫々配した嵌合ボール１２０を、該ボール間着孔１１５と遊動孔部１２２との間で内外方向に遊動可能とする。ここで、遊動孔部１２２の内径寸法は、嵌合ボール１２０の外端が該遊動孔部１２２に当接した状態で、該嵌合ボール１２０が差込用固定筒体１０１の差込開口筒部１１０の内面から内方へ突出しないように設定している。
【００５９】
このスライド筒体１０３にあっては、保持孔部１２３と遊動孔部１２２との内径が夫々に異なることから、この両者が連成する部位に環状段部１２８が形成されている。この環状段部１２８には、上記した差込用固定筒体１０１に嵌合した固定用Ｃリング１１７が当接される。ここで、固定用Ｃリング１１７は、遊動孔部１２２より小径をなし、且つ保持孔部１２３より大径をなすものとしている。すなわち、スライド筒体１０３を差込用固定筒体１０１に前方から外嵌した後に、該差込用固定筒体１０１の周溝１１６に固定用Ｃリング１１７を嵌合することにより、スライド筒体１０３は、該固定用Ｃリング１１７に環状段部１２８が当接するために、その前方移動が制限される。
【００６０】
また、上記したコイルバネ１０４は、その内径が、差込用固定筒体１０１の差込開口筒部１１０の外径より大きく、且つ外径が、スライド筒体１０３の摺動孔部１２１の内径より小さくなっている。このコイルバネ１０４は、差込用固定筒体１０１の差込開口筒部１１０に前方から挿通して外嵌筒部１１４により支持される。この後に、スライド筒体１０３を差込用固定筒体１０１の前方から外嵌することにより、コイルバネ１０４の前端が、スライド筒体１０３の環状段部１２５により支持される。このようにコイルバネ１０４は、差込用固定筒体１０１の外嵌筒部１１４とスライド筒体１０３の環状段部１２５とにより挟持されて配設される。
【００６１】
このようなノズル着脱部材７３の構成について、さらに詳述する。ノズル着脱部材７３の組み立て手順としては、先ず、差込用固定筒体１０１の各ボール嵌着孔１１５に嵌合ボール１２０を夫々に配し、該差込用固定筒体１０１の差込開口筒部１１０にコイルバネ１０４を遊嵌する。そして、差込用固定筒体１０１の前方からスライド筒体１０３を外嵌し、コイルバネ１０４を該差込用固定筒体１０１の外嵌筒部１１４とスライド筒体１０３の環状段部１２５とにより挟持する。スライド筒体１０３をコイルバネ１０４の付勢力に抗してさらに後方へ押し込み、該スライド筒体１０３の前方に差込用固定筒体１０１の周溝１１６を露出し、該周溝１１６に固定用Ｃリング１１７を嵌合する。そして、スライド筒体１０３を後方へ押し込んだ負荷を解放することにより、該スライド筒体１０３は、コイルバネ１０４の付勢力に従って前方移動して、その環状段部１２８と固定用Ｃリング１１７とが当接した位置で保持される。
【００６２】
このスライド筒体１０３がコイルバネ１０４の付勢力と固定用Ｃリング１１７とにより保持された位置で、該スライド筒体１０３の保持孔部１２３が差込用固定筒体１０１のボール嵌着孔１１５に対向する位置となる。そして、各嵌合ボール１２０は、その外端が保持孔部１２３と当接して夫々のボール嵌着孔１１５に嵌着した状態で保持されるため、該嵌合ボール１２０が部分的に内方へ突出する。尚、この嵌合ボール１２０の、ボール嵌着孔１１５から内方へ突出する部位が、本発明にかかる突出部１２０ａである。そして、このスライド筒体１０３の位置が、本発明にかかる保持位置である（図５，図８（Ａ）参照）。
【００６３】
また、スライド筒体１０３を、コイルバネ１０４の付勢力に抗して保持位置から後方へ押し込み、遊動孔部１２２を差込用固定筒体１０１のボール嵌着孔１１５に対向する位置とする。この位置では、各嵌合ボール１２０が、夫々のボール嵌着孔１１５と遊動孔部１２２との間で内外方向に遊動できる。このスライド筒体１０３の位置が、本発明にかかる差込位置である。尚、スライド筒体１０３を差込位置で保つためには、コイルバネ１０４の付勢力に抗する力を要し、この力を除くと、スライド筒体１０３は、該コイルバネ１０４の付勢力に従って保持位置に自動的に戻って保持される。
【００６４】
一方、上記したノズル７２にあっては、金属製の円筒状固定体８５とカーボン製の円筒状ノズル体３１とからなる二部材構成である。ここで、円筒状ノズル体３１は、上述した実施例１と同じ構成のものを用いており、その保護筒部３２の後端部に係止突部３０が周成されている。金属製の円筒状固定体８５は、前記した円筒状ノズル体３１の保護筒部３２が内嵌される螺合筒部８７と、該螺合筒部８７から後方へ延成された取付筒部８６とから構成されている。この螺合筒部８７の円筒内面には、円筒状ノズル体３１の保護筒部３２に設けられた雄ネジ部３５と螺合する雌ネジ部８９が設けられている。取付筒部８６は、上記した絶縁筒体７４の前側円筒部７４ａに外嵌可能な内径を有し、且つ上記したノズル着脱部材７３の差込用固定筒体１０１の差込開口部１１０に内嵌可能な外径を有している。これにより、絶縁筒体７４にノズル着脱部材７３が取り付けられている状態で、該絶縁筒体７４の前側円筒部７４ａとノズル着脱部材７３の差込用固定筒体１０１の差込開口部１１０との間に形成された環状差込間隙１２７に、ノズル７２の取付筒部８６を挿入できるようにしている（図８参照）。
【００６５】
ここで、円筒状固定体８５の取付筒部８６の外径にあっては、上述したように、ノズル着脱部材７３の差込開口部１１０の内面から嵌合ボール１２０が部分的に突出して保持されている状態では、図８（Ａ）のように、環状差込間隙１２７に挿入不能とするように設定されている。すなわち、ノズル着脱部材７３が、そのスライド筒体１０３を保持位置としている状態では、ノズル７２の取付筒部８６を環状差込間隙１２７に挿入できない。また、スライド筒体１０３を差込位置とすることにより、図８（Ｂ），（Ｃ）のように、嵌合ボール１２０がボール嵌着孔１１５から突出しないように遊動できるため、取付筒部８６を環状差込間隙１２７に挿入可能となる。
【００６６】
また、円筒状固定体８５の取付筒部８６には、その外周に、嵌合溝９５が周成されている。この嵌入溝９５は、ノズル着脱部材７３のボール嵌着孔１１５から内方に突出した嵌合ボール１２０の突出部１２０ａを嵌入可能とするものである。すなわち、上述したように、ノズル着脱部材７３のスライド筒体１０３を差込位置として、ノズル７２の取付筒部８６を環状差込間隙１２７に挿入した後、スライド筒体１０３を保持位置とすることにより、各ボール嵌着孔１１５から突出した嵌合ボール１２０の突出部１２０ａが嵌入溝９５に嵌入する（図８（Ｃ）参照）。これにより、取付筒部８６を前後方向に移動不能として環状差込間隙１２７から脱出不能となり、ノズル７２をノズル着脱部材７３に取り付けて保持できる。
【００６７】
さらに、取付筒部８６の後端には、絶縁筒体７４の後側円筒部７４ｂに外嵌可能とする径大な内径の開口支持部９４が形成されている（図６参照）。この開口支持部９４は、取付筒部８６を環状差込間隙１２７に挿入した際の挿入位置を規定するためのものである（図８（Ｃ）参照）。すなわち、取付筒部８６を環状差込間隙１２７に挿入して、開口支持部９４を絶縁筒体７４の後側円筒部７４ｂに当接する。この当接した状態で、取付筒部８６の嵌入溝９５が差込用固定筒体１０１のボール嵌着孔１１５と対向する位置となるようにしている。
【００６８】
このノズル７２は、上述した取付筒部８６を有する円筒状固定体８５を備えた構成とした以外は、上述した実施例１と同じ構成であり、その詳細については省略している。
【００６９】
次に、上述したノズル着脱部材７３により、ノズル７２を脱着する過程について説明する。
上述した実施例１と同様に、チップ２、チップボディ３とを螺合し、さらに、絶縁筒体７４をチップボディ３に螺合して固定する。そして、オリフィス５をチップ２の前方から内嵌して、絶縁筒体７４の前端に当接するようにして配する。
【００７０】
ノズル着脱部材７３は、上述したように、絶縁筒体７４に後方から外嵌し、該絶縁筒体７４に嵌合した固定用Ｃリング７７に、差込用固定筒体１０１の環状段部１１３を当接する。そして、ノズル着脱部材７３の後方から固定用バンド７９を絶縁筒体７４に外嵌し、差込用固定筒体１０１の後端部に当接して、この位置で絶縁筒体７４に固定保持する。これにより、ノズル着脱部材７３は、図８（Ａ）のように、固定用Ｃリング７７と固定用バンド７９とにより挟持されて位置決めされて保持される。尚、ノズル着脱部材７３は、そのスライド筒体１０３がコイルバネ１０４の付勢力によって保持位置で保持された状態となっている。
【００７１】
ノズル着脱部材７３のスライド筒体１０３を後方へ押し込み、図８（Ｂ）のように、該スライド筒体１０３を差込位置とする。この差込位置では、上述したように、各ボール嵌着孔１１５に配した嵌合ボール１２０が、該ボール嵌着孔１１５と遊動孔部１２２との間で内外方向へ遊動可能であり、各ボール嵌着孔１１５から内方へ突出しないように動くことができる。このようにスライド筒体１０３を差込位置に保った状態で、図８（Ｂ），（Ｃ）のように、ノズル７２をチップ２の前方から挿通して、該ノズル７２の円筒状固定体８５の取付筒部８６を、ノズル着脱部材７３の差込用固定筒体１０１と絶縁筒体７４との間に形成された環状差込間隙１２７へ挿入する。ここで、前記のように、スライド筒体１０３が差込位置にあることから、各嵌合ボール１２０が遊動でき、取付筒部８６を環状差込間隙１２７へ容易に挿入できる。その後、スライド筒体１０３を差込位置で保つ力を解除し、該スライド筒体１０３をコイルバネ１０４の付勢力に従って保持位置に変換する（図５参照）。これにより、各嵌合ボール１２０が夫々のボール嵌着孔１１５に嵌着するため、差込用固定筒体１０１の内面から突出した嵌合ボール１２０の突出部１２０ａが、螺合筒部８６の嵌入溝９５に嵌入する。スライド筒体１０３はコイルバネ１０４の付勢力によって保持位置で保持されることから、各ボール嵌着孔１１５に嵌着した嵌合ボール１２０の突出部１２０ａが嵌入溝９５に嵌入した状態で保持され、取付筒部８６が環状差込間隙１２７に挿入した状態で保持される。このようにしてノズル７２がノズル着脱部材７３に取り付けられて保持される。
【００７２】
尚ここで、ノズル７２が取り付けられた状態では、図５のように、該ノズル７２を構成するカーボン製の円筒状ノズル体３１の係止突部３０がオリフィス５の鍔部２１に当接し、該オリフィス５を絶縁筒体７４との間で位置決めして保持する。
【００７３】
このようにノズル着脱部材７３によりノズル７２が取り付けられて、本実施例３のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット７１を成す。次に、ノズル７２を取り外す場合には、ノズル着脱部材７３のスライド筒体１０３を後方へ押し込んで差込位置とすることにより、ノズル７２を前方へ引き抜いて取り外すことができる。このように、本実施例３の構成は、ノズル着脱部材７３のスライド筒体１０３を前後方向へ移動して差込位置と保持位置とに位置変換することにより、ノズル７２を着脱する作業を比較的容易に行うことができる。すなわち、本実施例３の構成は、ノズル７２を所謂ワンタッチで脱着できるものといえる。かかる構成により、メンテナンス作業などを実施する際に、ノズル７２の着脱作業を容易かつ短時間で実施でき、作業効率を向上できる。
【００７４】
本実施例３のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット７１にあっても、ノズル７２を取り付けた状態で、オリフィス４の整流孔２２からノズル７２の先端までの、シールドガスの流れる領域を、カーボン製の円筒状ノズル体３１により囲んでいることから、溶接の際にスパッタが付着し難く、また、例えスパッタが付着しても比較的容易に除去することができ得る。このように、本実施例３にあっても、上述した実施例１，２と同様の作用効果を発揮できる。
【００７５】
一方、上述した実施例１，２の、ノズルを絶縁筒体に螺合するようにした構成にあって、金属製の円筒状固定体が、その外周に六角形のナット部を設けるようにしてもよい。これにより、ノズルを絶縁筒体に螺合したり取り外したりする作業を一層容易かつ安定して実施可能である。
【００７６】
また、上述した実施例３の構成にあっては、絶縁筒体７４を樹脂製のものとしているが、実施例１，２と同様に、樹脂製のものを被覆するように金属製の外殻体を一体化してなる構成することもできる。
【００７７】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施例１のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット１の、（Ａ）縦断面図と、（Ｂ）オリフィス５の整流孔２２とノズル先端筒部３３との関係を説明する縦断面図である。
【図２】同上のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット１の分解図である。
【図３】本実施例２のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット５１の、（Ａ）縦断面図と、（Ｂ）オリフィス５の整流孔２２とノズル先端筒部６３との関係を説明する縦断面図である。
【図４】同上のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット５１の分解図である。
【図５】本実施例３のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット７１の縦断面図である。
【図６】同上のガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット７１の分解図である。
【図７】ノズル着脱部材７３の分解図である。
【図８】ノズル着脱部材７３にノズル７２を脱着する過程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１，５１，７１  ガスシールドアーク溶接用トーチ先端ユニット  
２  チップ
３  チップボディ
４，７４  絶縁筒体
５  オリフィス
６，５２，７２  ノズル  
７  溶接ワイヤ
１３  流出孔  
１４  貫通孔
１５  ガス流路
２１  鍔部
２２  整流孔
２５，５５，８５  円筒状固定体
２６，５６，８６  取付筒部
２７，５７，８７  螺合筒部
２９，５９，８９  雌ネジ部
３０，６４  係止突部
３１，６１  円筒状ノズル体
３２，６２  保護筒部
３３，６３  ノズル先端筒部
３５，６５  雄ネジ部
７３  ノズル着脱部材
９５  嵌入溝
１０１  差込用固定筒体
１０３  スライド筒体
１０４  コイルバネ（付勢手段）
１１０  差込開口筒部
１１４  外嵌筒部
１１５  ボール嵌着孔
１２２  遊動孔部
１２３  保持孔部
１２０  嵌合ボール
１２０ａ  突出部
１２７  環状差込間隙
【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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