JP2002086273A - 溶接トーチと溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極棒の再セット作業を容易にして溶接作業
の効率を向上させることが可能な溶接トーチを提供する
こと。 【解決手段】 溶接トーチ本体と、上記溶接トーチ本体
の先端側にワンタッチで着脱可能に取り付けられ電極棒
を保持した電極棒保持部と、を具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、ＴＩＧ
（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接に使用
される溶接トーチと溶接方法に係り、特に、取扱が容易
で溶接作業の効率を高めることができるように工夫した
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８及び図９を参照して従来の溶接トー
チの構成を説明する。図８はＴＩＧ自動溶接機用の溶接
トーチの構成を示す図であり、図９は図８に示す溶接ト
ーチを分解して示す図である。まず、トーチボディ２０
１があり、このトーチボディ２０１の先端部には中空部
２０３が設けられている。この中空部２０３内には中空
部材２０５が内装されている。

【０００３】上記中空部材２０５の先端側には雌ねじ部
２０５ａが形成されている。又、コレットボディ２０７
があり、このコレットボディ２０７には雄ねじ部２０７
ａが形成されている。上記雌ねじ部２０５ａにコレット
ボディ２０７の雄ねじ部２０７ａを螺合していくことに
より、コレットボディ２０７を中空部２０３側に接合す
るものである。又、中空部２０３の反対側からはコレッ
ト２０９が差し込まれるようになっている。このコレッ
ト２０９の先端側にはスリット２０９ａが設けられてい
ると共に先端にはテーパ部２０９ｂが形成されている。

【０００４】又、上記コレット２０９を被冠するように
トーチキャップ２１１が取り付けられるようになってい
る。トーチキャップ２１１の先端部には雄ねじ部２１１
ａが形成されていて、一方、中空部材２０５側には雌ね
じ部２０５ｂが形成されている。上記雄ねじ部２１１ａ
を雌ねじ部２０５ｂに螺合させることによりトーチキャ
ップ２１１を接合するようになっている。

【０００５】上記コレット及びコレットボディ２０７の
内周側には図示しない電極棒（例えば、タングステン電
極棒）が配置されている。そして、トーチキャップ２１
１を取り付けることにより、コレット２０９をコレット
ボディ２０７側に押し付ける。それによって、コレット
２０９の先端のテーパ部２０９ｂがコレットボディ２０
７側のテーパ部２０７ｂに押し付けられ、その結果、ス
リット２０９ａが絞られて電極棒の位置が固定されるこ
とになる。尚、上記コレットボディ２０７の外側には、
ノズルパッキン２１３とノズル２１５が取り付けられて
いる。上記電極棒はその先端が上記ノズル２１５より５
ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で突出するような位置に固定され
る。

【０００６】上記構成によると、アルゴン、ヘリウム等
の不活性ガスの雰囲気中にて電極棒と図示しない被溶接
物との間にアークを発生させ、その熱を利用して所望の
溶接を行っていくものである。

【０００７】ところで、そのような溶接作業を繰り返し
行っていくと、電極棒の先端が劣化していくことにな
る。つまり、当初は鋭利に研磨されていた電極棒の先端
部分が消耗してしまうものである。このような場合に
は、これを研磨・再生してセットし直す必要がある。こ
の場合には次のような作業を行う。

【０００８】まず、トーチキャップ２１１を取り外す。
次に、コレット２０９を引き抜くと共に電極棒を取り出
す。そして、電極棒の先端部に研磨を施して再生する。
その後、電極棒をコレット２０９及びコレットボディ２
０７内に内装した状態で、トーチキャップ２１１を取り
付けると共に、電極棒の長さ調整を行い、固定する。以
上の作業によって、電極棒の再生作業及び再セット作業
が完了するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、電極棒の研磨・再生及び再セットのための作業が煩
雑であると共に長い作業時間を要してしまうという問題
があった。すなわち、既に説明したように、トーチキャ
ップ２１１を取り外し、コレット２０９を引き抜くと共
に電極棒を取り出す。そして、電極棒の先端部を研磨し
た後上記とは逆の手順で長さを調整しながら再度セット
する必要があるからである。そのため、溶接作業の効率
が低下してしまうという問題があった。

【００１０】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、電極棒の再セット作業
を容易にして溶接作業の効率を向上させることが可能な
溶接トーチを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明の請求項１による溶接トーチは、溶接トーチ本
体と、上記溶接トーチ本体の先端側にワンタッチで着脱
可能に取り付けられ電極棒を保持した電極棒保持部と、
を具備したことを特徴とするものである。又、請求項２
による溶接トーチは、請求項１記載の溶接トーチにおい
て、上記電極棒保持部はコレットボディと該コレットボ
ディにねじ込まれるコレットを備えていて、電極棒はこ
れらコレットボディとコレット内に配置され、コレット
をコレットボディにねじ込んでいくことによりコレット
の先端の割り部がコレットボディ側のテーパ部に当接し
て絞られ、それによって、電極棒を所定位置に固定する
ものであることを特徴とするものである。又、請求項３
による溶接トーチは、請求項２記載の溶接トーチにおい
て、上記電極棒保持部は上記コレットボディの一部を溶
接トーチ本体側に差し込んで弾性保持されることにより
取り付けられるものであることを特徴とするものであ
る。又、請求項４による溶接方法は、請求項１〜請求項
３の何れかに記載の溶接トーチを使用して溶接する際、
予め電極棒を研磨し長さ調整の上固定した電極棒保持部
を複数個用意しておき、電極棒が劣化した場合にはこれ
ら複数個の電極棒保持部を順次溶接トーチ本体に取り付
けて交換しながら使用していくようにしたことを特徴と
するものである。又、色々な溶接部分の形状に合わせて
使用する為、電極棒保持部は本形状に拘らず、トーチ本
体軸方向に対して自由な角度を設けた別の角度付き電極
棒保持部を取り付けることもできる。

【００１２】すなわち、本願発明による溶接トーチの場
合には、電極棒を保持する電極棒保持部を溶接トーチ本
体に対してワンタッチで着脱可能に取り付けたものであ
る。従来の溶接トーチの場合には、トーチ本体の後端よ
りコレットを挿入して締め付けることにより電極棒を固
定するようなものであったが、本願発明の場合には、電
極棒を保持する部分を電極棒保持部として溶接トーチ本
体の先端側に配置するようにし、且つ、ワンタッチで着
脱可能に構成したので、電極棒の劣化時等における取扱
が容易になるものである。電極棒保持部の構成としては
様々な構成が考えられるが、例えば、コレットボディと
該コレットボディにねじ込まれるコレットを備えてい
て、電極棒はこれらコレットボディとコレット内に配置
され、コレットをコレットボディにねじ込んでいくこと
によりコレットの先端の割り部が絞られ、それによっ
て、電極棒を所定位置に固定するものとして構成するこ
とが考えられる。又、電極棒保持部の溶接トーチ本体に
対する着脱のための構成であるが、例えば、電極棒保持
部は上記コレットボディの一部を溶接トーチ本体側に差
し込んで弾性保持されることにより取り付けられるもの
として構成することが考えられる。次に、本願発明によ
る溶接方法の場合であるが、請求項１〜請求項３の何れ
かに記載の溶接トーチを使用して溶接する際、予め電極
棒を研磨し長さ調整の上固定した電極棒保持部を複数個
用意しておき、電極棒が劣化した場合にはこれら複数個
の電極棒保持部を順次溶接トーチ本体に取り付けて交換
しながら使用していく。それによって、電極棒の再生作
業を行うことなく溶接作業を行っていくことができ、
又、電極棒保持部の着脱作業も簡単であるので、結局、
溶接作業の効率を高めることが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７を参照して本
発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態に
よる溶接トーチの構成を示す断面図であり、図２は図１
の一部を拡大して示す断面図である。まず、溶接トーチ
本体１があり、この溶接トーチ本体１は外側トーチボデ
ィ２を備えている。この外側トーチボディ２の内周側に
は別の中間トーチボディ３が収容・配置されている。上
記中間トーチボディ３の内周側には、座金５、コイルス
プリング７、内側トーチボディ９が収容・配置されてい
る。上記内側トーチボディ９はそのねじ部９ａを中間ト
ーチボディ３のねじ部３ｃに螺合させることによりセッ
トされており、それによって、コイルスプリング７を介
して座金５を先端側（図１中左側）に付勢するようにし
ている。尚、中間トーチボディ３はそのねじ部３ｄを外
側トーチボディ２のねじ部２ｂに螺合させることにより
セットされている。

【００１４】上記外側トーチボディ２の先端側（図１、
図２中左側）には電極棒保持部１１が着脱可能に差し込
まれている。上記電極棒保持部１１であるが、図５及び
図６に示すように、まず、コレット１３があり、このコ
レット１３はコレットボディ１５内に差し込まれてねじ
込まれる。つまり、コレット１３側のねじ部１３ａをコ
レットボディ１５側のねじ部１５ａに螺合させていくも
のである。

【００１５】又、コレット１３にはスリット１３ｂが設
けられていると共に、先端にはテーパ部１３ｃが設けら
れている。一方、コレットボディ１５側にはテーパ部１
５ｂが形成されている。又、コレット１３内には、図１
及び図２に示すように、電極棒１７が収容・配置されて
いる。そして、コレット１３をコレットボディ１５内に
差し込んでねじ込んでいくことにより上記テーパ部１３
ｃがテーパ部１５ｂに当接し、それによって、スリット
１３ｂが絞られていく。それによって、内側に収容・配
置されている電極棒１７が所定位置に固定されることに
なる。

【００１６】又、コレットボディ１５の先端側にはイン
ナーノズル１９が螺合・接合されている。すなわち、イ
ンナーノズル１９側のねじ部１９ａをコレットボディ１
５側のねじ部１５ｃ内に挿入して螺合させるものであ
る。又、コレットボディ１５の先端側には上記インナー
ノズル１９を覆うようにノズル２１が取り付けられてい
る。すなわち、ノズル２１側のねじ部２１ａをコレット
ボディ１５側のねじ部１５ｄに螺合させることにより、
ノズル２１がコレットボディ１５に連結されているもの
である。

【００１７】そして、上記電極棒保持部１１と溶接トー
チ本体１との関係、すなわち、電極棒保持部１１がどの
ような構造によって着脱可能になっているかについて説
明する。まず、溶接トーチ本体１側であるが、図３に示
すように、外側トーチボディ２の先端側には円形の差込
孔２ａが形成されている。又、中間トーチボディ３の先
端側には矩形の差込孔３ａが形成されている。

【００１８】一方、電極棒保持部１１側であるが、図
５、図６、図７に示すように、コレットボディ１５の端
には矩形の鍔部１５ｅが形成されている。そして、電極
棒保持部１１を溶接トーチ本体１側に差し込んで取り付
ける場合には、まず、上記コレットボディ１５の鍔部１
５ｅを中間トーチボディ３の矩形の差込孔３ａ内に差し
込む。それによって、座金５をコイルスプリング７のス
プリング力に抗して押し下げる。座金５を押し下げた
後、電極棒保持部１１側を９０度回転させる。それによ
って、電極棒保持部１１側の鍔部１５ｅが中間トーチボ
ディ３の鍔部３ｂに内側から係合することになり、且
つ、座金５を介してコイルスプリング７のスプリング力
が作用する。これによって、電極棒保持部１１が溶接ト
ーチ本体１側に連結されたことになる。又、上記鍔部３
ｂの内側面には座金５の膨らみに係合する凹部３ｅが形
成されている。そして、鍔部１５ｅ側には上記鍔部３ｂ
側の凹部３ｅに係合する凸部１５ｆが形成されている。

【００１９】電極棒保持部１１の溶接トーチ本体１側に
対する連結を解除する場合であるが、これは上記した手
順と逆の手順で作業を行えばよい。すなわち、上記電極
棒保持部１１を介して座金５を押し込む。その状態で電
極棒保持部１１を９０度だけ回転させて、鍔部１５ｅが
差込孔３ａより抜けるようにする。後は、その状態で差
込部１１を引き抜けばよい。

【００２０】又、図１に戻って、内側トーチボディ９に
はケーブルユニット３１が連結されている。すなわち、
ケーブルユニット３１の先端側にはねじ部材３５が取り
付けられていて、このねじ部材３５が内側トーチボディ
９のねじ部９ｂに螺合されているものである。上記ケー
ブルユニット３１とトーチボディ９との連結部にはラバ
ーブーツ３３が取り付けられている。

【００２１】以上の構成を基にその作用を説明する。溶
接トーチとしての一般的な作用は従来と同じであるの
で、専ら、電極棒１７の再生を企図した電極棒保持部１
１の着脱を中心に説明するものとする。当初、図１及び
図２に示すように、電極棒１７の先端部を鋭利に研磨し
て所定長さだけ突出させた状態でセットする。その状態
で使用していくと、電極棒１７の先端部が劣化してい
く。この場合には電極棒１７の先端部を研磨・再生させ
てセットし直す必要がある。

【００２２】この場合には、まず、電極棒保持部１１を
溶接トーチ本体１側より外す。すなわち、電極棒保持部
１１を押しながら９０度回転させる。それによって、コ
レットボディ１５の鍔部１５ｅが中間トーチボディ３の
差込孔３ａより外れる状態となる。後は、電極棒保持部
１１を引き抜けばよい。それによって、図５に示すよう
な状態の電極棒保持部１１となる。

【００２３】次に、コレット１３を緩めて電極棒１７を
外してその先端部を研磨・再生する。そして、再度コレ
ット１３内に差し込んで所定量だけ突出させた状態でコ
レット１３を締める。或いは、コレット１３を緩めて電
極棒１７を引き出してコレット１３を締め、その状態で
電極棒１７の先端部を研磨してもよい。後は、電極棒保
持部１１を溶接トーチ本体１側に取り付ければよい。取
付の手順は既に説明した通りである。

【００２４】又、別の使い方もある。すなわち、予め複
数個の電極棒保持部１１を用意しておく。そして、それ
らを順次交換しながら使用していくというものである。
この場合には、その都度電極棒１７の研磨・再生作業を
行う必要はなく、それだけ溶接作業の効率を高めること
ができる。

【００２５】以上本実施の形態によると次のような効果
を奏することができる。まず、電極棒１７を研磨・再生
させてセットし直す作業が簡単になった。これは、電極
棒１７を固定するためのコレット１３を溶接トーチ本体
１の先端側に配置し、そのコレット１３を含めて電極棒
保持部１１として構成し、且つ、この電極棒保持部１１
を溶接トーチ本体１側に対して簡単に着脱できるように
構成したからである。したがって、溶接作業の作業効率
が大幅に向上するものである。又、予め複数個の電極棒
保持部１１を用意しておいて、これらを順次使用するよ
うにすれば、その都度電極棒１７の再生作業を行う必要
がないので、溶接作業の作業効率をさらに高めることが
でき、特に、溶接ロボットを使用した自動溶接の場合に
好適である。

【００２６】尚、本発明は前記一実施の形態に限定され
るものではない。まず、電極棒保持部１１を溶接トーチ
本体１側に対して着脱する構成としては前記一実施の形
態に限定されるものではなく様々な構成が考えられる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による溶接ト
ーチと溶接方法によると、まず、電極棒を再生させてセ
ットし直す作業が簡単になった。これは、電極棒を固定
するためのコレットをトーチボディの先端側に配置し、
そのコレットを含めて電極棒保持部として構成し、且
つ、この電極棒保持部を溶接トーチ本体側に対して簡単
に着脱できるように構成したからである。したがって、
溶接作業の作業効率が大幅に向上するものである。又、
予め複数個の差込部を用意しておいて、これらを順次使
用するようにすれば、その都度電極棒の再生作業を行う
必要がないので、溶接作業の作業効率をさらに高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、溶接トーチ
の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、溶接トーチ
の先端部の構成を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、図３（ａ）
は溶接トーチの先端部の一部の構成を示す断面図、図３
（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。

【図４】本発明の一実施の形態を示す図で、図３に示し
た構成部を分解して示す図である。

【図５】本発明の一実施の形態を示す図で、溶接トーチ
の先端部の一部の構成を示す断面図である。

【図６】本発明の一実施の形態を示す図で、図５に示し
た溶接トーチの先端部の一部の構成を分解して示す図で
ある。

【図７】本発明の一実施の形態を示す図で、図６のＶＩ
Ｉ−ＶＩＩ矢視図である。

【図８】従来例を示す図で、溶接トーチの構成を示す断
面図である。

【図９】従来例を示す図で、溶接トーチを分解して示す
図である。

【符号の説明】

１ 外側トーチボディ ３ 中間トーチボディ ５ 座金 ７ コイルスプリング ９ 内側トーチボディ １１ 電極棒保持部 １３ コレット １５ コレットボディ １７ 電極棒 １９ インナーノズル ２１ ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接トーチ本体と、 上記溶接トーチ本体の先端側にワンタッチで着脱可能に
   取り付けられ電極棒を保持した電極棒保持部と、 を具備したことを特徴とする溶接トーチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の溶接トーチにおいて、 上記電極棒保持部はコレットボディと該コレットボディ
   にねじ込まれるコレットを備えていて、電極棒はこれら
   コレットボディとコレット内に配置され、コレットをコ
   レットボディにねじ込んでいくことによりコレットの先
   端の割り部が絞られ、それによって、電極棒を所定位置
   に固定するものであることを特徴とする溶接トーチ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の溶接トーチにおいて、 上記電極棒保持部は上記コレットボディの一部を溶接ト
   ーチ本体側に差し込んで弾性保持されることにより取り
   付けられるものであることを特徴とする溶接トーチ。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３の何れかに記載の溶
   接トーチを使用して溶接する際、 予め電極棒を研磨し長さ調整の上固定した電極棒保持部
   を複数個用意しておき、 電極棒が劣化した場合にはこれら複数個の電極棒保持部
   を順次溶接トーチ本体に取り付けて交換しながら使用し
   ていくようにしたことを特徴とする溶接方法。