JP2000135565A - 溶接用トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はノズルを取り外してもノズル内面に
冷却水が付着しないようにし、ノズル取り外し後に送水
が行われてもトーチ先端より水が漏れない構造とし、水
による溶接欠陥の発生、母材の汚損、および溶接用のト
ーチの焼損を防止する溶接用トーチを提供することを目
的とする。 【解決手段】 ノズル２に冷却水９を循環させるノズル
給水管８とノズル排水管１０を同心上に配置しプラグ３
としてノズル２の外側にノズル２の軸線と平行に設け、
ノズル２の根元側に設けた水筒金具４には、プラグ３と
同軸上のソケット５が装備され、ソケット５内部にはノ
ズル２の着脱に連動し、ばね１２に押圧された弁１１を
設け、ノズル２を水筒金具４より脱却するとばね１２の
押圧により弁１１がソケット５の先端部を塞ぎ、冷却水
９はソケット５内を循環して水筒金具４に排出される溶
接用トーチ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接作業に使用さ
れる溶接用トーチで、特にトーチ先端部に冷却水を循環
させる水冷式の溶接用トーチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９および図１０を用いて、従来の溶接
用トーチを説明する。

【０００３】５１はトーチボディで溶接電流を供給する
金属部材５２とシールドガスの供給通路５３及び冷却水
の給排水通路を備えている。５４は溶接部分にシールド
ガスを供給するためのノズルで溶接部に近く高温となる
ため冷却水を循環し水冷を行っている。５５はノズル５
４に溶接電圧が印加されないように絶縁物からなるイン
シュレータでトーチボディ５１とノズル５４の間に介在
している。

【０００４】次に冷却水の流れを説明すると、冷却水装
置（図示せず）などから送水された冷却水はトーチボデ
ィ５１内の給水通路、インシュレータ５５内の給水通路
５６を通りノズル５４内の給水通路５７へ送られる。送
られた冷却水は溶接により高温となったノズル先端の吸
熱を行い、ノズル５４内の排水通路５８、インシュレー
タ５５内の排水通路５９、トーチボディ５１内の排水通
路を経て冷却水装置に戻される。６０はＯリングで各部
品からの水漏れを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構成の溶接用トーチでは、トーチ先端の消耗
部品を交換するためノズル５４を取り外すと、構造上ノ
ズル５４内面に冷却水が付着し、消耗部品交換後ノズル
５４を装着して溶接を行うと、水分が溶着金属内に混入
しブロホールなどの溶接欠陥が発生するという問題があ
った。

【０００６】また、ノズル５４を取り外すときに冷却水
装置内のポンプの電源を切らずに送水のままの状態にし
ていると、インシュレータ５５内の給水通路５６より冷
却水があふれ出て、母材（ワーク）に冷却水が付着しブ
ロホールなどの溶接欠陥が発生したり、冷却水装置内の
冷却水量が減ることにより冷却能力が衰え溶接用トーチ
が焼損するという問題もあった。

【０００７】したがって本発明の目的は、ノズルを取り
外してもノズル内面に冷却水が付着しないようにし、ノ
ズル取り外し後に送水が行われてもトーチ先端より水が
漏れない構造とし、水による溶接欠陥の発生、母材の汚
損、および溶接用トーチの焼損を防止する溶接用トーチ
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の第１手段は、トーチ本体と着脱自在に設け
たノズルと、前記トーチ本体から前記ノズルに冷却水を
供給する通路と、前記トーチ本体から前記ノズルにシー
ルドガスを供給する通路とを設け、前記トーチ本体と前
記ノズルの着脱部には、前記冷却水と前記シールドガス
の一方を通すバイパス部を、前記トーチ本体と前記ノズ
ルとは別体に設けるものである。

【０００９】また、本発明の第２手段は、第１の手段に
おいてバイパス部には冷却水を通すものである。

【００１０】また、本発明の第３手段は、第２の手段に
おいてトーチ本体のバイパス部に止水手段を設けたもの
である。

【００１１】また、本発明の第４の手段は、ノズルに冷
却水を循環させるノズル給水管とノズル排水管を同心上
に配置しプラグとして構成し、プラグはノズルの根元部
の外側にノズルの軸線と平行に設け、ノズルの根元側に
設けた水筒金具には、プラグと同軸上のソケットが装備
され、水筒金具から供給される冷却水はソケットを介し
てノズル給水管に送水され、ソケット内部にはノズルの
着脱に連動し、ばねに押圧された弁を設け、ノズルを水
筒金具より脱却するとばねの押圧により弁がソケットの
先端部を塞ぎ、水筒金具から供給される冷却水はソケッ
ト内を循環して水筒金具に排水されるものである。

【００１２】また、本発明の第５手段は、第４の手段に
おいてソケット内部に断面形状がほぼＴ字状で根元側大
径部はばねにより押圧され先端小径部は冷却水の通路と
なる中空部を備えた第１の弁と、第１の弁の先端小径部
の外径よりやや大となる内径を有するほぼ円筒状で外面
に冷却水の通路を備えた第２の弁を備え、プラグの先端
に当たるソケット側の外径は第１の弁の先端小径部の外
径とほぼ同一で、プラグの根元部の外径はソケットの先
端口の内径よりやや小となり、ノズルの着脱により第１
の弁の先端小径部とプラグの先端部が第２の弁の内面を
摺動するものである。

【００１３】また、本発明の第６手段は、第５の手段に
おいてソケットと第２の弁の隙間から冷却水が漏れるの
を防止するＯリングと、第１の弁と第２の弁の隙間から
冷却水が漏れるのを防止するＯリングが、水筒金具とソ
ケットの間に設けた冷却水の循環口に接触しない構造と
するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１および第２の手段に
よれば、ノズル着脱によりシールドガスの通路に冷却水
が付着することを防ぐ作用を有する。

【００１５】本発明の第３の手段によれば、トーチ本体
のバイパス部で止水する作用を有する。

【００１６】本発明の第４の手段によれば、ノズルの着
脱によりノズル内面に冷却水が付着することはなく、ノ
ズル取り外し後の送水によってもソケット内部の弁がば
ねにより押圧されソケット先端部を塞ぎ、水筒金具から
供給される冷却水はソケット内を循環して水筒金具に排
水されるためトーチ先端より水が漏れない作用を有す
る。

【００１７】本発明の第５の手段によれば、弁を２重構
造にしているためノズル脱却時におけるフランジ長が短
くなりソケットの軸方向長が短くする作用を有する。

【００１８】本発明の第６の手段によれば、Ｏリングが
冷却水の循環口に接触しないことで摩耗が少なく冷却水
の漏れを防ぐ作用を有する。

【００１９】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
つき、図１ないし図６に沿って説明する。

【００２０】まず、図２ないし図４で溶接用トーチの概
略を説明する。１はトーチボディで溶接電流を供給する
金属部材とシールドガスの供給通路及び冷却水の給排水
通路を備えている。２は溶接部分にシールドガスを供給
するためのノズルで溶接部に近く高温となるため冷却水
を循環し水冷を行い、機械的強度、耐熱性及びアーク熱
を吸熱し冷却水への熱伝導などを考慮し金属製となるこ
とが多い。３はノズル２の本体に冷却水を循環させるノ
ズル給水管とノズル排水管を同心上に配置したプラグ
で、プラグ３はノズル２の根元部の外側にノズル２の軸
線と平行となる位置に設けてある。４はノズル２の根元
側の同軸上に設けた水筒金具で、プラグ３と同軸上のソ
ケット５が装備され、水筒金具４から供給される冷却水
はソケット５を介してノズル給水管に送水される。６は
ノズル２に溶接電圧が印加されないように絶縁物からな
るインシュレータでトーチボディ１とノズル２間に介在
している。トーチボディ１と水筒金具４とインシュレー
タ６でトーチ本体を構成している。７はノズル２と水筒
金具４を接続固定するねじなどの接合方法を備えたリン
グである。このリング７を解除することにより一体にな
ったノズル２とプラグ３とをトーチボディ１より脱却す
ることができる。

【００２１】次に、バイパス部となるプラグ３とソケッ
ト５の構成を図１、図５、図６に沿って説明する。

【００２２】図１はリング７により水筒金具４にノズル
２が装着された状態を示し、８は冷却水９をノズル２に
導くノズル給水管、１０は冷却水９をノズル２から水筒
金具４側への排水通路となるノズル排水管、１１はソケ
ット５内部に設けられノズル２の着脱に連動し、ばね１
２に押圧された弁、１３はソケット５とノズル排水管１
０の隙間から冷却水９が漏れるのを防止するＯリングで
ある。

【００２３】上記構成にて冷却水９の流れを説明する
と、冷却水装置（図示せず）などから送水された冷却水
９は水筒金具４の給水側通路１４を通り、弁１１の孔１
５、弁１１の内部通路１６、ノズル給水管８を経て、ノ
ズル２の給水側通路１７へ送られる。送られた冷却水９
は溶接により高温となったノズル２先端の吸熱を行い、
ノズル２の排水通路１８、ノズル排水管１０、ノズル排
水管１０の孔１９、ソケット５の先端通路２０、弁１１
の外部通路２１、ソケット５の根元通路２２、水筒金具
４の排水側通路２３を経て冷却水装置に戻される。ここ
で、冷却水９の流水方向は上記経路に対して逆方向にな
っても機能上は何ら問題なく給水と排水の名称が異なる
のみである。

【００２４】図５は弁１１の断面図を示し、外部通路２
１の数量及び形状は本図と異なってよいことは言うまで
もない。

【００２５】図６はリング７を解除し水筒金具４よりノ
ズル２を脱却した状態を示し、プラグ３がソケット５よ
り離れると同時にばね１２の押圧により弁１１がソケッ
ト５の先端部２４を塞ぎ、冷却水装置（図示せず）など
から送水された冷却水９は水筒金具４の給水側通路１４
を通り、ソケット５の根元通路２２を循環して水筒金具
４の排水側通路２３を経て冷却水装置に戻される。これ
により、ノズル２脱却後に送水が行われていてもソケッ
ト５より冷却水９が漏れることはない。２５はソケット
５と弁１１の隙間から冷却水９が漏れるのを防止するＯ
リングである。

【００２６】この実施の形態１によれば、ノズル給水管
８とノズル排水管１０をノズル２の根元部の外側に設け
ることにより、ノズル２の着脱によりノズル２内面に冷
却水９は付着しないので水分に起因するブローホールな
どの溶接欠陥は発生せず、溶接品質の向上を図ることが
できる。

【００２７】また、ノズル給水管８とノズル排水管１０
を同心上に配置することにより、給水と排水のジョイン
ト部であるプラグ３とソケット５が１カ所で済み、ノズ
ル給水管８とノズル排水管１０の２重パイプ構造により
ジョイント部を小形にすることができ、ノズル２の着脱
による操作性が向上している。

【００２８】更に、ばね１２に押圧された弁１１の動作
により、水筒金具４からノズル２を脱却した状態で冷却
水装置（図示せず）などからの送水が行われてもソケッ
ト５より冷却水９が漏れることはないので、母材（ワー
ク）に冷却水９が付着することによるブローホールなど
の溶接欠陥の発生、母材の汚損、及び冷却水装置内の冷
却水量不足による溶接用トーチの焼損を防止することも
できる。

【００２９】（実施の形態２）次に、実施の形態２の溶
接用トーチを図７ないし図８に沿って説明する。この実
施の形態２は実施の形態１に対して弁が２個となりプラ
グの形状が異なり、その他の構成は実施の形態１と同様
であるので、説明を省略する。

【００３０】図７はリング７により水筒金具４にノズル
２が装着された状態を示し、２６は断面形状がほぼＴ字
状で根元側大径部２７はばね１２により押圧され先端小
径部２８は冷却水９の通路となる中空部２９を備えた第
１の弁、３０は第１の弁２６の先端小径部２８の外径よ
りやや大となる内径を有するほぼ円筒状で外面に冷却水
９の通路３１を備えた第２の弁、３２はプラグ３３の先
端に当たるソケット３４側の外径が第１の弁２６の先端
小径部２８の外径とほぼ同一であるノズル給水管、３５
はプラグ３３の根元部外径がソケット３４の先端口３６
の内径よりやや小となるノズル排水管である。３７は第
１の弁２６がソケット３４内を移動するときにソケット
３４根元部３８内の非圧縮性流体である冷却水９が自由
に移動できるようにした孔で、溝であってもよい。

【００３１】上記構成にて冷却水９の流れは実施の形態
１と同様になる。図８はリング７を解除し水筒金具４よ
りノズル２を脱却した状態を示し、プラグ３３がソケッ
ト３４より離れると同時にばね１２の押圧により第１の
弁２６の先端小径部２８とプラグ３３の先端部が第２の
弁３０の内面を摺動し、第１の弁２６と第２の弁３０が
ソケット３４の先端部３９を塞ぎ、冷却水９はソケット
３４内を循環して冷却水装置に戻される。４０はソケッ
ト３４と第２の弁３０の隙間から冷却水９が漏れるのを
防止するＯリング、４１は第１の弁２６と第２の弁３０
の隙間から冷却水９が漏れるのを防止するＯリングで、
これらのＯリングはソケット３４に設けられた冷却水９
の循環口４２には接触しない構造になっている。

【００３２】この実施の形態２によれば、弁を２重構造
にしているため図８のＬ１が実施の形態１に対して短く
なりソケット３４の軸方向長を短くすることができるの
で、更にジョイント部を小形化にすることが可能とな
る。

【００３３】また、水漏れ防止のＯリングはゴム製であ
るため、第１の弁２６と第２の弁３０がソケット３４内
を摺動時に循環口４２に接触すると循環口４２のエッジ
によりＯリングが削れ、そこより水漏れが発生すること
があり、Ｏリング４０、４１が前記動作において循環口
４２には接触しない構造になっている本実施の形態によ
ればＯリングの水漏れに対する信頼性の向上を図ること
もできる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の第１の手段によ
れば、冷却水とシールドガスの一方を通すバイパス部を
トーチ本体とノズルと別体に設けることにより、ノズル
の着脱によりシールドガスの通路に冷却水は付着しない
ので水分に起因するブローホールなどの溶接欠陥は発生
せず、溶接品質の向上を図ることができる。

【００３５】また、本発明の第２の手段によれば、バイ
パス部に冷却水を通し、ノズル着脱によりシールドガス
の通路に冷却水が付着しないので水分に起因するブロー
ホールなどの溶接欠陥は発生せず、溶接品質の向上を図
ることができる。

【００３６】また、本発明の第３の手段によれば、トー
チ本体のバイパス部に止水手段を設け、冷却水を止水す
ることにより、トーチ本体からノズルを脱却した状態で
送水が行われてもソケットより冷却水が漏れることはな
いので、母材（ワーク）に冷却水が付着することによる
ブローホールなどの溶接欠陥の発生、母材の汚損、及び
冷却水装置内の冷却水量不足による溶接用トーチの焼損
を防止することができる。

【００３７】また、本発明の第４の手段によれば、ノズ
ル本体への冷却水の給水を行うノズル給水管とノズル本
体からの冷却水の排水を行うノズル排水管をノズルの根
元部の外側に設けることにより、ノズルの着脱によりノ
ズル内面に冷却水は付着しないので水分に起因するブロ
ーホールなどの溶接欠陥は発生せず、溶接品質の向上を
図ることができることや、ノズル給水管とノズル排水管
を同心上に配置することにより、給水と排水のジョイン
ト部であるプラグとソケットが１カ所で済み、ノズル給
水管とノズル排水管の２重パイプ構造によりジョイント
部を小形にすることができ、ノズルの着脱による操作性
を向上させることや、ばねに押圧された弁の動作によ
り、水筒金具からノズルを脱却した状態で送水が行われ
てもソケットより冷却水が漏れることはないので、母材
（ワーク）に冷却水が付着することによるブローホール
などの溶接欠陥の発生、母材の汚損、及び冷却水装置内
の冷却水量不足による溶接用トーチの焼損を防止するこ
とができる。

【００３８】また、本発明の第５の手段によれば、弁を
２重構造にしているためノズル脱却時における弁のフラ
ンジ長が短くなりこれに伴いソケットの軸方向が短くな
って、ジョイント部を一段と小形化にすることができ
る。

【００３９】また、本発明の第６の手段によれば、水漏
れ防止のＯリング付きの第１の弁と第２の弁がソケット
内を摺動時にＯリングと循環口が接触しない構造になっ
ているため、Ｏリングの水漏れに対する信頼性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の溶接用トーチにおける
ノズル装着時の要部拡大断面図

【図２】同溶接用トーチの概略構成図

【図３】同溶接用トーチにおけるノズル装着時の説明図

【図４】同溶接用トーチにおけるノズル脱却時の説明図

【図５】同溶接用トーチにおける弁の断面図

【図６】同溶接用トーチにおけるノズル脱却時の要部拡
大断面図

【図７】本発明の実施の形態２の溶接用トーチにおける
ノズル装着時の要部拡大断面図

【図８】同溶接用トーチにおけるノズル脱却時の要部拡
大断面図

【図９】従来の溶接用トーチにおけるノズル装着時の説
明図

【図１０】同溶接用トーチにおけるノズル脱却時の説明
図

【符号の説明】

１ トーチボディ ２ ノズル ３、３３ プラグ ４ 水筒金具 ５、３４ ソケット ８、３２ ノズル給水管 ９ 冷却水 １０、３５ ノズル排水管 １１ 弁 １２ ばね ２６ 第１の弁 ３０ 第２の弁 ４０、４１ Ｏリング

フロントページの続き (72)発明者 西村 仁志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 齊藤 哲 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K017 DF02 DF06 DF08 4E001 LD02 LH02 LH08 MB03 MD10 NA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トーチ本体と着脱自在に設けたノズル
   と、前記トーチ本体から前記ノズルに冷却水を供給する
   通路と、前記トーチ本体から前記ノズルにシールドガス
   を供給する通路とを設け、前記トーチ本体と前記ノズル
   の着脱部には、前記冷却水と前記シールドガスの一方を
   通すバイパス部を、前記トーチ本体と前記ノズルとは別
   体に設けた溶接用トーチ。
2. 【請求項２】 バイパス部には冷却水を通す請求項１記
   載の溶接用トーチ。
3. 【請求項３】 トーチ本体のバイパス部に止水手段を設
   けた請求項２記載の溶接用トーチ。
4. 【請求項４】 トーチボディ先端部の筒状のノズルに冷
   却水を循環させる溶接用トーチであって、前記ノズルの
   本体に前記冷却水を循環させるノズル給水管とノズル排
   水管を同心上に配置しプラグとして構成し、前記プラグ
   は前記ノズルの根元部の外側に前記ノズルの軸線と平行
   となる軸線上に設け、前記ノズルの根元側同軸上に設け
   た水筒金具には、前記プラグと同軸上のソケットが装備
   され、前記水筒金具から供給される前記冷却水は前記ソ
   ケットを介して前記ノズル給水管に送水され、前記ソケ
   ット内部には前記ノズルの着脱に連動し、ばねに押圧さ
   れた弁を設け、前記ノズルを前記水筒金具より脱却する
   と前記ばねの押圧により前記弁が前記ソケットの先端部
   を塞ぎ、前記水筒金具から供給される前記冷却水は前記
   ソケット内を循環して前記水筒金具に排水されることを
   特徴とする溶接用トーチ。
5. 【請求項５】 ソケット内部に断面形状がほぼＴ字状で
   根元側大径部はばねにより押圧され先端小径部は冷却水
   の通路となる中空部を備えた第１の弁と、前記第１の弁
   の先端小径部の外径よりやや大となる内径を有するほぼ
   円筒状で外面に前記冷却水の通路を備えた第２の弁を備
   え、プラグの先端に当たる前記ソケット側の外径は前記
   第１の弁の先端小径部の外径とほぼ同一で、前記プラグ
   の根元部の外径は前記ソケットの先端口の内径よりやや
   小となり、ノズルの着脱により前記第１の弁の先端小径
   部と前記プラグの先端部が前記第２の弁の内面を摺動す
   る請求項４記載の溶接用トーチ。
6. 【請求項６】 ソケットと第２の弁の隙間から冷却水が
   漏れるのを防止するＯリングと、第１の弁と第２の弁の
   隙間から冷却水が漏れるのを防止するＯリングが、水筒
   金具とソケットの間に設けた冷却水の循環口に接触しな
   い構造とする請求項５記載の溶接用トーチ。