JP2000000671A - 溶接トーチ用チップ及び溶接トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接ワイヤが通過しやすく、溶接ワイヤとチッ
プの接触面積を大きくでき、長寿命化が可能な溶接トー
チ用チップ及び溶接トーチを提供する。 【解決手段】アーク溶接機の溶接トーチに用いられて溶
接ワイヤ９に給電するチップ６において、チップ本体が
コイル８で形成され、このコイル８の素材の断面形状が
非円形であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接トーチ用チッ
プ及び溶接トーチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アーク溶接機の溶接トーチは、炭酸ガス
等のシールドガスを噴射するノズルと、このノズル内部
に設置されたチップとを備えている。チップはワイヤ供
給装置から自動供給されるワイヤを溶接部位に誘導する
孔を有しており、溶接ワイヤはチップの孔を通過すると
きにアーク発生用の電力を受電する。

【０００３】この溶接トーチでは、溶接ワイヤの先端と
被溶接物との間にアークを発生させその熱でワイヤ及び
被溶接物の溶接面が溶融され、ノズル噴射孔より噴射さ
れるシールドガスにより大気と遮断されシールドガス雰
囲気中で被溶接物が溶着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の溶接ト
ーチのチップは、全体が長尺でしかも溶接ワイヤを通過
させる通路に柔軟性がないため、溶接ワイヤが曲がって
いると孔を通過しにくくなるという問題があった。ま
た、溶接ワイヤによるチップの摩耗が激しく、チップを
頻繁に交換しなければならなかった。

【０００５】更に、従来の溶接トーチ用チップは、柔軟
性に乏しいため、湾曲したワイヤーをワイヤー通路に全
体的に接触させることは不可能であり、チップの重要機
能であるワイヤーと、ワイヤー通路の接触面を長期間一
定に保つことはできなかったので、導電効率が低下する
という問題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の技術の問題点
に鑑みてなされたものであり、溶接ワイヤが通過しやす
く、しかも導電効率を上げることができ、さらに長寿命
化が可能な溶接トーチ用チップ及び溶接トーチを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は溶接トーチ用チ
ップ及び溶接トーチであり、前述の技術的課題を解決す
るために以下のように構成されている。すなわち、本発
明は、アーク溶接機の溶接トーチに用いられて溶接ワイ
ヤに給電するチップにおいて、チップ本体がコイルで形
成され、前記コイルの素材の断面形状が非円形であるこ
とを特徴とする。

【０００８】この溶接トーチ用チップは、溶接ワイヤの
曲がりにチップ本体が追従するので、溶接ワイヤが通過
しやすくなると共に、溶接ワイヤとチップ本体の接触面
積を大きくできる。また、チップ本体を簡単に交換でき
る。前記コイルの素材の断面形状を楕円形、四角形又は
板状とすることができる。この場合も、コイルの素材の
断面形状を変えることにより、溶接ワイヤとコイルの接
触面積を調整することができる。

【０００９】本発明は、アーク溶接機の溶接トーチに用
いられて溶接ワイヤに給電するチップにおいて、チップ
本体がコイルで形成され、前記コイルの素材の断面形状
が管状であることを特徴とする。

【００１０】この溶接トーチ用チップは、コイルの素材
内に冷却用の気体又は液体を流すことができる。

【００１１】本発明は、アーク溶接機の溶接トーチに用
いられて溶接ワイヤに給電するチップにおいて、所定の
径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、前記貫通孔内に嵌
入されて前記溶接ワイヤを通過させるコイルとを備え、
前記コイルの素材の断面形状が非円形であることを特徴
とする。

【００１２】前記コイルの素材の断面形状を楕円形、四
角形又は板状とすることができる。

【００１３】本発明は、アーク溶接機の溶接トーチに用
いられて溶接ワイヤに給電するチップにおいて、所定の
径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、前記貫通孔内に嵌
入されて前記溶接ワイヤを通過させるコイルとを備え、
前記コイルの素材の断面形状が管状であることを特徴と
する。

【００１４】前記コイルの両端部を密に巻き、中間部分
を粗に巻くことができる。この場合は、コイルの熱膨張
による座屈を防止できる。

【００１５】本発明は、アーク溶接機の溶接トーチに用
いられて溶接ワイヤに給電するチップにおいて、所定の
径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、前記貫通孔内に嵌
入されて前記溶接ワイヤを通過させる導電部分とを備え
ていることを特徴とする。

【００１６】この溶接トーチ用チップは、導電部分を交
換することができる。

【００１７】前記導電部分は複数のリング状部材又は複
数のパイプ状部材を並べて形成することができる。

【００１８】前記導電部分は、互いに異なる材質で形成
された前記複数のリング状部材又は複数のパイプ状部材
を組み合わせることができる。

【００１９】前記導電部分は、１本のパイプ部材とする
ことができる。

【００２０】前記パイプには、長手方向に延びる１本の
切れ目をもうけることができる。

【００２１】前記切れ目はジグザグ状にすることができ
る。

【００２２】本発明は、アーク溶接機の溶接トーチに用
いられて溶接ワイヤに給電するチップにおいて、所定の
径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、前記貫通孔内に挿
入されて前記溶接ワイヤを通過させるコイルと、前記筒
状体にネジで取り付けられた前記コイルの抜け止め用の
キャップとを備え、前記コイルの巻き方向と前記ネジの
ネジ方向とが互いに反対であることを特徴とする。

【００２３】この溶接トーチ用チップは、コイルの弾性
力でキャップの弛みを防止できる。

【００２４】前記筒状体の先端に、グラファイト、アル
ミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックで形成さ
れたカバーを設けることができる。この場合は、カバー
の耐熱性を上げることができる。

【００２５】また、本発明は、溶接部にシールドガスを
噴射するノズルと、前記ノズル内に設置されて溶接ワイ
ヤを溶接部位に誘導するとともに、前記溶接ワイヤに給
電するチップとを備えたアーク溶接機の溶接トーチにお
いて、前記チップが上述のいずれかのチップであること
を特徴とする。

【００２６】このアーク溶接機の溶接トーチは、チップ
と溶接ワイヤとの接触面積を大きくできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る溶接トーチ用
チップ及び溶接トーチについて、図面を参照して詳細に
説明する。

【００２８】図１は、本発明に係る溶接トーチ用チップ
を適用した溶接トーチ１を示す分解斜視図である。この
溶接トーチ１は、シールドガスに炭酸ガスや混合ガスを
用いるアーク溶接機に用いられる。この溶接トーチ１
は、トーチホルダ２の先端に連結されたトーチボディ３
と、絶縁継手４と、オリフィス５と、本発明に係る第１
の実施の形態のチップ６と、ノズル７とを備えている。

【００２９】絶縁継手４は、トーチボディ３とノズル７
との間を絶縁する。オリフィス５は、トーチボディ３を
介して供給されるシールドガスを整流してノズル７内に
供給する。また、このオリフィス５はセラミック等の絶
縁材料で形成されており、ノズル７内に付着したスパッ
タによりトーチボディ３とノズル７との間に電気的な短
絡が生じるのを防止する。

【００３０】チップ６は、図２に示すように断面形状が
非円形の線材、本実施の形態では断面形状が正方形の線
材８が巻回されてコイル状に形成されている。このチッ
プ６の素材としては、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｉ、
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｍｏ等を含む銅合
金又はタングステン合金の線材が使用される。また、チ
ップ６の内径は、通常のチップと同様に溶接ワイヤ９の
外径より僅かに大きく形成されている。

【００３１】このチップ６は、両端部１０、１０のコイ
ルが密に巻回され、中間部分１１のコイルが適宜な隙間
ｄをあけて粗に巻回されている。チップ６の片端には、
取付金具１２が固着されている。このチップ６の露出面
にフッ素樹脂コーティングまたはニムフロンメッキ等を
施すことにより、スパッタの付着を防止することができ
る。なお、上述した以外の部分は、従来と同様なのでこ
こでは詳細な説明を省略する。

【００３２】この溶接トーチ１においては、溶接時には
ワイヤ供給装置（図示せず）から供給された溶接ワイヤ
９（図２）が、トーチボディ３（図１）を介してチップ
６の内側に挿通され、ノズル７を通ってノズル７前方の
溶接部（図示せず）に自動的に供給される。そして、溶
接ワイヤ９がチップ６の内側を通過する際に、チップ６
に接触してアーク発生用の電力が供給される。

【００３３】また、ノズル７内に供給されたシールドガ
スは、ノズル７の先端から溶接部位に噴射され、溶接ワ
イヤ９の先端と被溶接物の溶接部位の間に発生するアー
クの熱により溶融した被溶接物の溶接部位を大気から遮
断する。

【００３４】上述のように、この溶接トーチ１は、チッ
プ６が断面形状が正方形の線材を用いて、フレキシブル
なコイル状に形成されており、溶接ワイヤ９の形状に沿
って変形可能なので、従来のような筒状の一体形チップ
を使用した場合に比べて、溶接ワイヤ９を円滑に通過さ
せることができる。

【００３５】また、溶接ワイヤ９とチップ６との接触面
積を大きくできると共に、チップ６の全てのコイル部８
が溶接ワイヤ９に均等に接触するようになるので、導電
効率を上げることができる。更に、チップ６の中間部分
１１のコイルが粗に巻かれているので、熱膨張した場合
でも座屈することがなく、溶接ワイヤ９を円滑に通過さ
せることができる。

【００３６】なお、上述の第１の実施の形態では、チッ
プ６のコイルの素材８の断面形状を正方形にした場合に
ついて説明したが、チップ６のコイルの素材の断面形状
はこれに限らず、図３に示すように角部にＲを設けた正
方形線材２１、長方形線材２２、角部にＲを設けたＲ付
長方形線材２３、楕円形線材２４、三角形線材２５、半
楕円形線材２６、溝付長方形線材２７、両端部Ｒ付板状
線材２８、板状線材２９等、任意の断面形状の線材を使
用することができる。

【００３７】また、チップ６のコイル素材としては、図
４に示すように、円形管状線材３１や楕円形管状線材３
２などを使用することもできる。このような管状線材３
１、３２を使用した場合には、管状線材３１、３２の中
に空気や水等を流すことにより、チップ６及びその周辺
部材を冷却することができるので、チップ６が加熱され
て導電率が低下するのを防止することができる。

【００３８】図５は、本発明に係る第２の実施の形態の
溶接トーチ用チップ４０を示す。このチップ４０は、例
えば銅製の長尺な筒状体４１の中心に貫通孔４２を設
け、この貫通孔４２に、上述と同様に断面形状が正方形
のコイル４３を挿入したものである。尚、図中の符号４
４は取付ネジである。このチップ４０も上述のチップ６
と同様に、溶接ワイヤ９とフレキシブルなコイル４３と
が接触するので、溶接ワイヤ８が通過しやすくなると共
に、接触面積が大きくなり、導電効率が向上する。ま
た、コイル４３を簡単に交換することができるので、チ
ップ４０の長寿命化を図ることができる。

【００３９】図６は、第３の実施の形態の溶接トーチ用
チップ５０を示す。この溶接トーチ用チップ５０は、筒
状体５１とコイル５２とを有している。筒状体５１に
は、小径の貫通孔５３と大径の貫通孔５４が形成され、
これらの貫通孔５３、５４にコイル５２が挿入されてい
る。コイル５２の大径の貫通孔５３に挿入されている部
分はフレキシブル性を有している。

【００４０】この溶接トーチ用チップ５０は、溶接ワイ
ヤ９が小径の貫通孔５３の中心軸線から多少ずれていて
も、コイル５２のフレキシブル部分５５が溶接ワイヤ９
に追従して変形するので、溶接ワイヤ９を容易に挿入す
ることができる。

【００４１】図７は、本発明に係る第４の実施の形態の
溶接トーチ用チップ６０を示す。この溶接トーチ用チッ
プ６０は、筒状体６１と導電部分６２とを有している。
筒状体６１には、適宜な直径の貫通孔６３が設けられ、
この貫通孔に導電部分６２が嵌入されている。

【００４２】導電部分６２は、複数のリング部材６４を
並べたものであり、これらのリング部材６４の中心部に
は、溶接ワイヤ９より僅かに大きな孔６５が設けられて
いる。本実施の形態では、リング部材６４が算盤玉状に
形成されている。尚、図中の符号６６はリング部材６４
の抜け止め板である。

【００４３】この溶接トーチ用チップ６０は、算盤玉状
のリング部材６４の中を溶接ワイヤー９が通過するの
で、溶接ワイヤー９の曲がりに追従してリング部材６４
が移動し、溶接ワイヤー９とリング部材６４との接触面
積を大きくでき、これにより導電効率を上げることがで
きる。

【００４４】なお、上述の実施の形態では、導電部分６
２として算盤玉状のリング部材６４を使用したが、図８
（ａ）に示すように単なるリング部材６７を並べること
ができ、また同図（ｂ）に示すように適宜な長さのパイ
プ部材６８を並べることもできる。

【００４５】また、リング部材６４、６７及びパイプ部
材６８は、各種の材質、例えばＣ，Ｗ，ＭＯ，Ｓｉ，
Ｃ，Ｃｕ，Ｂｅ，Ｃｒ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｌなどで形成で
き、これらの異なる材質で形成されたリング部材６４、
６７又はパイプ部材６８をそれぞれ組み合わせて並べる
こともできる。

【００４６】図９は、本発明に係る第５の実施の形態の
溶接トーチ用チップ７０を示す。この溶接トーチ用チッ
プ７０は、筒状体７１と、この筒状体７１の貫通孔７２
に嵌入された導電部分７３とを有している。導電部分７
３は１本のパイプで形成され、その内径は溶接ワイヤ９
より僅かに大きくなっている。また、導電部分７３に
は、長手方向に沿ってジグザグ状の切れ目７４が設けら
れている。切れ目７４は、図１０に示すように１本だけ
設けられている。

【００４７】この溶接トーチ用チップ７０は、溶接ワイ
ヤ９を通す導電部分７３に切れ目７４を設けることによ
り、この導通部分７３の外径がスプリング効果により伸
縮可能になる。従って、筒状体７１の貫通孔７２に導通
部分７３を容易に脱着でき、しかも導通部分７３を他の
固定手段を用いずに固定することが可能になる。

【００４８】図１１は、本発明に係る第６の実施の形態
の溶接トーチ用チップ８０を示す。この溶接トーチ用チ
ップ８０は、筒状体８１と、この筒状体８１の貫通孔８
２に挿入された導電部分８３とを有している。筒状体８
１の先端には、カバー８４が取り付けられている。

【００４９】このカバー８４は、グラファイト、アルミ
ナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックで形成され
ている。このようなセラミックは、耐熱性が良くスパッ
タの付着量を少なくすることができる。ここでは、導電
部分８３に十分な給電が行われるため、カバー８４に電
気導電性は求められないので、耐熱性に富んだ非導電材
料であるセラミックを使用することができるのである。

【００５０】導電部分８３は、図１２（ａ）に示すよう
に１本のパイプで形成され、その片端には取付用のネジ
８５ａが設けられ、他端には漏斗部８６が設けられてい
る。筒状体８１には、導電部分８３のネジ８５ａを螺入
するネジ８５ｂが設けられている。導電部分８３の中心
には、同図（ａ）に示すように円形の貫通孔８７を設け
ることができ、また同図（ｂ）に示すように正方形の貫
通孔８８を設けることもできる。この溶接トーチ用チッ
プ８０は、導電部分８３を簡単に交換することができる
ので、長寿命化を図ることができる。

【００５１】図１３は、本発明に係る第７の実施の形態
の溶接トーチ用チップ９０の分解状態を示す。この溶接
トーチ用チップ９０は、比較的長尺な筒状体９１と、こ
の筒状体９１の貫通孔９２に挿入されるコイル９３と、
コイル９３の抜け止め用のキャップ９４を備えている。
筒状体９１とキャップ９４は、ネジ９５、９６で締結さ
れる。コイル９３の内径は、溶接ワイヤ９の直径より僅
かに大径になっている。また、コイル９３は上述した各
種のコイルを使用できる。

【００５２】この溶接トーチ用チップ９０は、コイル９
３の巻き方向と、ネジ９５、９６のネジ方向とが互いに
反対になっている。本実施の形態では、コイル９３が左
巻きであり、ネジ９５、９６が右ネジになっている。こ
れとは反対に、コイル９３を右巻きとし、ネジ９５、９
６を左ネジとすることもできる。これにより、コイル９
３の弾性力によってネジ９５、９６が弛むのを防止で
き、キャップ９４が外れるのを防止することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶接ワイヤとチップとの接触面積を従来より大きくでき
るので、導電効率を上げることができる。また、溶接ワ
イヤの曲がりに追従してチップが変形するので、溶接ワ
イヤが通過し易くなる。更に、筒状体内のコイル、リン
グ、又はパイプなどの導電部分を簡単に交換できるの
で、チップの長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアーク溶接機の溶接トーチを示す
分解斜視図である。

【図２】本発明に係る溶接トーチ用チップの第１の実施
の形態を示す図である。

【図３】本発明に係る溶接トーチ用チップの第１の実施
の形態の変形例を示す図である。

【図４】本発明に係る溶接トーチ用チップの第１の実施
の形態の変形例を示す図である。

【図５】本発明に係る溶接トーチ用チップの第２の実施
の形態を示す図である。

【図６】本発明に係る溶接トーチ用チップの第３の実施
の形態を示す図である。

【図７】本発明に係る溶接トーチ用チップの第４の実施
の形態を示す図である。

【図８】本発明に係る溶接トーチ用チップの第４の実施
の形態の変形例を示す図である。

【図９】本発明に係る溶接トーチ用チップの第５の実施
の形態を示す図である。

【図１０】本発明に係る溶接トーチ用チップの第５の実
施の形態の導電部分を示す図である。

【図１１】本発明に係る溶接トーチ用チップの第６の実
施の形態を示す図である。

【図１２】本発明に係る溶接トーチ用チップの第６の実
施の形態の導電部分を示す図である。

【図１３】本発明に係る溶接トーチ用チップの第７の実
施の形態を示す図である。

【符号の説明】

１ 溶接トーチ ６、４０、５０、６０、７０、８０、９０ チップ ７ ノズル ９ 溶接ワイヤ ４１、５１、６１、７１、８１、９１ 筒状体 ４２、５３、６３、７２、８２、９２ 貫通孔 ６２、７３、８３、９３ 導電部分 ６４、６７、６８ リング状部材 ６８ パイプ状部材 ７４、７５ 切れ目 ８４ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 清吉 埼玉県川越市並木122株式会社エヌアンド エス内 Ｆターム(参考） 4E001 LD14 MA01 MB02 MC02 MC10

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アーク溶接機の溶接トーチに用いられて
   溶接ワイヤに給電するチップにおいて、 チップ本体がコイルで形成され、 前記コイルの素材の断面形状が非円形であることを特徴
   とする溶接トーチ用チップ。
2. 【請求項２】 前記コイルの素材の断面形状が楕円形、
   四角形又は板状であることを特徴とする請求項１に記載
   の溶接トーチ用チップ。
3. 【請求項３】 アーク溶接機の溶接トーチに用いられて
   溶接ワイヤに給電するチップにおいて、 チップ本体がコイルで形成され、 前記コイルの素材の断面形状が管状であることを特徴と
   する溶接トーチ用チップ。
4. 【請求項４】 アーク溶接機の溶接トーチに用いられて
   溶接ワイヤに給電するチップにおいて、 所定の径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、 前記貫通孔内に嵌入されて前記溶接ワイヤを通過させる
   コイルとを備え、 前記コイルの素材の断面形状が非円形であることを特徴
   とする溶接トーチ用チップ。
5. 【請求項５】 前記コイルの素材の断面形状が楕円形、
   四角形又は板状であることを特徴とする請求項４に記載
   の溶接トーチ用チップ。
6. 【請求項６】 アーク溶接機の溶接トーチに用いられて
   溶接ワイヤに給電するチップにおいて、 所定の径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、 前記貫通孔内に嵌入されて前記溶接ワイヤを通過させる
   コイルとを備え、 前記コイルの素材の断面形状が管状であることを特徴と
   する溶接トーチ用チップ。
7. 【請求項７】 前記コイルの両端部が密に巻かれ、中間
   部分が粗に巻かれていることを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載の溶接トーチ用チップ。
8. 【請求項８】 アーク溶接機の溶接トーチに用いられて
   溶接ワイヤに給電するチップにおいて、 所定の径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、 前記貫通孔内に嵌入されて前記溶接ワイヤを通過させる
   導電部分とを備えていることを特徴とする溶接トーチ用
   チップ。
9. 【請求項９】 前記導電部分は複数のリング状部材又は
   複数のパイプ状部材を並べて形成されていることを特徴
   とする請求項８に記載の溶接トーチ用チップ。
10. 【請求項１０】 互いに異なる材質で形成された前記複
    数のリング状部材又は複数のパイプ状部材が組み合わせ
    て並べられていることを特徴とする請求項９に記載の溶
    接トーチ用チップ。
11. 【請求項１１】 前記導電部分は、１本のパイプ部材で
    あることを特徴とする請求項８に記載の溶接トーチ用チ
    ップ。
12. 【請求項１２】 前記パイプ部材は、長手方向に延びる
    １本の切れ目を有することを特徴とする請求項１１に記
    載の溶接トーチ用チップ。
13. 【請求項１３】 前記切れ目は、ジグザグ状であること
    を特徴とする請求項１２に記載の溶接トーチ用チップ。
14. 【請求項１４】 アーク溶接機の溶接トーチに用いられ
    て溶接ワイヤに給電するチップにおいて、 所定の径の貫通孔を有する長尺な筒状体と、 前記貫通孔内に挿入されて前記溶接ワイヤを通過させる
    コイルと、 前記筒状体にネジで取り付けられた前記コイルの抜け止
    め用のキャップとを備え、 前記コイルの巻き方向と前記ネジのネジ方向とが互いに
    反対であることを特徴とする溶接トーチ用チップ。
15. 【請求項１５】 前記筒状体の先端に、グラファイト、
    アルミナ、窒化珪素、ジルコニアなどのセラミックで形
    成されたカバーが設けられていることを特徴とする請求
    項４から１４のいずれかに記載の溶接トーチ用チップ。
16. 【請求項１６】 溶接部にシールドガスを噴射するノズ
    ルと、前記ノズル内に設置されて溶接ワイヤを溶接部位
    に誘導するとともに、前記溶接ワイヤに給電するチップ
    とを備えたアーク溶接機の溶接トーチにおいて、 前記チップが請求項１から１５のいずれかに記載のチッ
    プであることを特徴とするアーク溶接機の溶接トーチ。