(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁板を帯板状の電極で左右両側から挾持し且つ該絶縁板の電極挾持個所から前後方向に離れた位置の絶縁板に溶接ワイヤを通すようにしてなる扁平断面形状の電極構造体を、該電極構造体を周方向から保持するコレットを介してトーチ本体に挿通支持させた構成を有することを特徴とする溶接トーチ。
【請求項２】
電極構造体の絶縁板を、該絶縁板の電極と対峙する面の幅方向中間部に帯板状の電極を嵌合させる溝を備えたＩ型断面形状とした請求項１記載の溶接トーチ。
【請求項３】
電極構造体の絶縁板をＴ型断面形状とした請求項１記載の溶接トーチ。
【請求項４】
電極構造体の先端部付近の外周に、固定リングを設けた請求項１、２又は３記載の溶接トーチ。
【請求項５】
固定リングの外面を流線形状とした請求項４記載の溶接トーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は狭開先溶接に用いる溶接トーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
板材の如き部材を突き合わせて開先溶接等を行う際に用いる従来のＴＩＧ溶接トーチは、図７にその一例を示す如く、トーチ本体１の中央部に設けた上下方向の電極挿通孔２の下端部に、テーパ部３を下端部に有する筒状のコレットボディ４の上端部をねじ込み方式により取り付け、該コレットボディ４内に、下部所要範囲にスリット５を有し且つ下端部をコレットボディ４のテーパ部３内面と係合するテーパ面としたコレット６を挿入配置すると共に、該コレット６に、タングステン電極７を上下方向に挿通保持させ、又、上記トーチ本体１の電極挿通孔２内に位置するコレット６の上部位置に、下端面がコレット６の上端面に当接するようにトーチキャップ８を螺合配置して、該トーチキャップ８を締め込むことによりコレット６の下端部をコレットボディ４のテーパ部３内面に押し付けて電極７を固定させるようにし、更に、上記コレットボディ４の下部外周に、外胴９を一体に設けて、該外胴９の下端開口にガスレンズ１０を取り付け、且つ上記トーチ本体１の下部に、コレットボディ４及び外胴９を取り囲むように、外胴９の外周部へのねじ込みによりシールパッキン１１ａを介してガスカップ１１を取り付け、トーチ本体１のガス供給路１２に供給したシールドガス１３を、コレットボディ４内から外胴９内に導き、ガスレンズ１０を通してガスカップ１１の先端（下端）より放出させつつ、電極７の先端で発生させたアークの熱により溶接ワイヤ１４を溶融させることにより開先等の溶接が行われるようにしてある。
【０００３】
ところで、近年、大電流を流せるようにして高速溶接を行うことができるように、電極を多電極方式とした溶接トーチが開発されている。この場合、図７に示すようなコレット６を用いたのでは複数の電極を固定保持することはできないので、たとえば、図８（イ）（ロ）（ハ）にその一例を示す如く、分割型のコレット１５を採用した溶接トーチ２０としてある。すなわち、円弧状とした２つのコレット体１６を円筒状に組み合わせ、且つ下端部外周にテーパ面１７を形成した構成のコレット１５を用い、円弧状平断面とした２つの電極１８で絶縁板１９を挟み且つ該絶縁板１９の中央部に溶接ワイヤ１４を通すようにしてなる電極構造体２１を、コレット１５の内部空間に挿通させるように組み付けたものである。４ａはコレットボディ４の分割部に介在させた絶縁体を示す。なお、図８（イ）（ロ）（ハ）において、図７と同一部分には同一符号が付してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記図８（イ）（ロ）（ハ）に示した溶接トーチ２０の場合、ガスカップ１１の下端から突出する電極構造体２１の長さを長く設定することによって、厚板の狭開先溶接を行うことができるものであるが、絶縁板１９を挟む２つの電極１８が円弧状平断面としてあるので、電極構造体２１の幅寸法Ｗを小さくするのに限度があり（約１２mm程度）、狭開先溶接を行うにしても、適用できる開先幅に限度がある。
【０００５】
そこで、本発明は、より狭開先の溶接を行うことができるような溶接トーチを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、絶縁板を帯板状の電極で左右両側から挾持し且つ該絶縁板の電極挾持個所から前後方向に離れた位置の絶縁板に溶接ワイヤを通すようにしてなる扁平断面形状の電極構造体を、該電極構造体を周方向から保持するコレットを介してトーチ本体に挿通支持させた構成とする。
【０００７】
電極構造体を、溶接ワイヤが電極間を通らないようにして扁平断面形状としたことから、幅寸法を小さくすることができることにより、より狭い開先の溶接に適用できるようになる。
【０００８】
又、電極構造体の絶縁板を、該絶縁板の電極と対峙する面の幅方向中間部に帯板状の電極を嵌合させる溝を備えたＩ型断面形状としたり、Ｔ型断面形状とすることにより、電極構造体の形状を簡素化でき、且つ幅寸法を無理なく小さくすることができる。
【０００９】
更に、電極構造体の先端部付近の外周に、固定リングを設けた構成とすることにより、横向き溶接を行う際に、電極の垂れ曲りを抑えることができる。
【００１０】
更に又、上記固定リングの外面を流線形状とすることによって、シールドガスをより円滑に流すことができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１（イ）（ロ）に示す如く、Ｉ型断面の細長い絶縁板２２を帯板状の電極２３で左右両側から挟持し且つ該絶縁板２２の電極位置から離れた前後方向の位置に溶接ワイヤ１４を通すようにした扁平断面形状の電極構造体２４を構成する。なお、本実施の形態では、絶縁板２２は、製作の都合上、溶接ワイヤ１４を通す位置で前後に分割してある。
【００１３】
上記構成とした電極構造体２４は、分割構造のコレット２５に保持させるようにしてある。該コレット２５は、絶縁体製の左右のコレット体２５ａと、該左右のコレット体２５ａの端部間に介在させるようにした絶縁体製の前後のスペーサ体２５ｂとからなる周方向４分割構造とし、且つ下端外周に、コレットボディ４のテーパ部３の内面に係合させるためのテーパ面２５ｃを形成してなり、上記コレットボディ４を、図７に示すトーチ本体１の電極挿通孔２の下端部にねじ込み、ガスカップ１１から上記電極構造体２４を所要長さ突出させるようにしてある。
【００１４】
本発明の溶接トーチでは、Ｉ型断面形状とした絶縁板２２の溝の部分に帯板状の電極２３が嵌合するようにし、且つ溶接ワイヤ１４が電極２３間を通らないようにしてなる扁平断面形状の電極構造体２４を採用したことから、形状の簡素化を図ることができると同時に、幅寸法Ｗ′を図８（ハ）に示すＷよりも無理なく小さくすることができる。したがって、より狭い幅の狭開先の溶接に適用することができる。又、上述したようにＩ型断面形状の絶縁板２２を用いていることから、左右の電極２３間のスパークを確実に防止でき、２つの分離独立したアークを安定して発生させることができる。
【００１５】
次に、図２は本発明の他の実施の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）の変形例を示すものである。すなわち、図１（イ）（ロ）に示した電極構造体２４の場合、絶縁板２２を挾持する左右の電極２３は、絶縁板２２の幅よりも若干左右に突出しているが、本実施の形態では、絶縁板２２の幅寸法に電極２３を合わせるようにして、電極構造体２４の断面形状を矩形化したものである。なお、図２において、図１（イ）（ロ）と同一部分には同一符号が付してある。
【００１６】
図２に示すようにすると、分割構造のコレット２５の左右のコレット体２５ａの形状を簡素化することができると共に、電極構造体２４の幅寸法を更に小さくすることが可能となる。
【００１７】
次いで、図３は本発明の更に他の実施の形態を示すもので、図２に示したものと同様な構成において、Ｉ型断面形状の絶縁板２２に代え、Ｔ型（図では逆Ｔ型）断面形状の絶縁板２２′を採用して矩形断面形状の電極構造体２４を構成したものである。
【００１８】
図３に示すようにすると、図２に示すものよりも、電極構造体２４の前後方向の寸法を短くすることができる。
【００１９】
更に、図４は図３に示す実施の形態の変形例を示すもので、絶縁板２２′のＴ字のウエブ先端部２２ａを、電極２３よりも僅かに長く形成したものである。これにより、図３に示すものよりも、左右の電極２３間でのスパーク発生防止をより確実なものとすることができる。
【００２０】
次に、図５は本発明の別の実施の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）や図２、図３、図４に示したと同様な構成としてある溶接トーチにおいて、電極構造体２４の先端部付近（たとえば、先端から５０mm前後の位置）に、絶縁材としてセラミックス製とした薄肉の固定リング２６を嵌設したものである。
【００２１】
かかる構成とした場合、図５に示すように厚板２７間に形成された狭開先２８を横向き溶接するのに有利となる。すなわち、本発明の溶接トーチを用いて狭開先２８を横向き溶接すると、溶接中に、下側に位置する電極２３が二点鎖線で示すように赤熱により自重で垂れ曲る可能性があるので、電極構造体２４の先端部付近を固定リング２６で押さえておくと、この垂れ曲りを未然に防ぐことができ、支障なく狭開先横向き溶接を行うことができる。
【００２２】
次いで、図６は本発明の更に別の実施の形態を示すもので、図５に示したと同様な構成において、電極構造体２４の先端部付近に嵌設した固定リング２６の外面を、流線形状としたものである。
【００２３】
図６に示すようにすると、固定リング２６を設けても、ガスカップ１１を通って狭開先２８内に送り込まれるシールドガス１３の流れを円滑化することができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、絶縁板２２を、溶接ワイヤ１４を通す位置で分割した構造としてあるが、一体であってもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の溶接トーチによれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1) 絶縁板を帯板状の電極で左右両側から挾持し且つ該絶縁板の電極挾持個所から前後方向に離れた位置の絶縁板に溶接ワイヤを通すようにしてなる扁平断面形状の電極構造体を、該電極構造体を周方向から保持するコレットを介してトーチ本体に挿通支持させた構成としてあるので、溶接ワイヤが電極間を通らないようにしてなる扁平断面形状の電極構造体を採用したことによる形状の簡素化を図ることができると同時に、電極構造体の幅寸法を小さくすることができ、従来よりも狭い開先の溶接が可能となる。
(2) 電極構造体の絶縁板を、該絶縁板の電極と対峙する面の幅方向中間部に帯板状の電極を嵌合させる溝を備えたＩ型断面形状としたり、Ｔ型断面形状とすることにより、電極構造体の形状を簡素化でき、且つ幅寸法を無理なく小さくすることができて、２つの分離独立したアークを安定して発生させることができる。
(3) 上記電極構造体の先端部付近の外周に固定リングを設けることにより、狭開先を横向き溶接しても、電極の垂れ曲りを防止することができ、更に、上記固定リングの外面を流線形状とすることにより、シールドガスの流れを阻害することなく、安定したシールドガス雰囲気を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接トーチの実施の一形態を示すもので、（イ）は電極構造体を保持する部分の構造を示す切断側面図、（ロ）は（イ）の切断平面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示すもので、図１（ロ）に対応する切断平面図である。
【図３】本発明の更に他の実施の形態を示す電極構造体の切断平面図である。
【図４】図３の変形例を示す電極構造体の切断平面図である。
【図５】本発明の別の実施の形態を示す概略図である。
【図６】本発明の更に別の実施の形態を示す概略図である。
【図７】ＴＩＧ溶接トーチの一例を示す概要図である。
【図８】ＴＩＧ溶接トーチの他の例を示すもので、（イ）はガスカップ部分の外観図、（ロ）はコレット部分の切断側面図、（ハ）は（ロ）の切断平面図である。
【符号の説明】
１  トーチ本体
１４  溶接ワイヤ
２２，２２′  絶縁板
２３  電極
２４  電極構造体
２５  コレット
２６  固定リング
【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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