JP2007021541A - 溶接給電用コンタクトチップ及びそれを用いた溶接トーチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
導電性金属を素材として略円筒状に形成されたチップ本体11と、
チップ本体11の軸芯に貫通して設けられ電極ワイヤWを挿入保持するワイヤ挿通孔12と、を備えた溶接給電用コンタクトチップであって、
チップ本体11がその軸方向に沿って半割状に形成された一対の半割チップ部材14,15からなり、半割チップ部材の合わせ面13の長手方向にワイヤ挿通溝16が形成されており、合わせ面どうしを向かい合わせで組み合わせてチップ本体とし、
チップ本体の基部11aにスペーサ部材18を介挿させることで、
半割チップ部材の合わせ面の間隙を後端部間隙S32>先端部間隙S31とするように、半割チップ部材の合わせ面を傾斜させて配設する。
【選択図】 図1
Description
すなわち、溶接給電用コンタクトチップは、その本体の軸心部に軸方向に沿って溶接用の電極ワイヤが挿通されるワイヤ挿通孔を直線状に貫通して形成されるとともに、その入口端側にラッパ状の導入部を拡開して形成されている。そして、ワイヤ挿通孔の内径はこれに挿通される電極ワイヤの外径より若干大きく形成され、ワイヤ挿通孔に電極ワイヤを送給しつつ、その本体と電極ワイヤとの接触部から給電されるようになっている。
すなわち、溶接ビードが細くなったり、溶接部の強度が低下したりする要因となる。さらに、コンタクトチップ先端部におけるワイヤ挿通孔の摩耗拡大により、電極ワイヤ先端の位置決めが不十分になったり溶接点を外れてしまったりするため、溶接不良を引き起こすこととなる。
また、ワイヤ挿通孔が摩耗拡大すると給電部が遠くなりアーク電圧が下がり、スパッタ発生量が多くなり、さらに摩耗が一層発達すると、電圧および電流値を一定に維持しきれなくなり、被溶接部材にきれいな溶接ビードを形成することができなくなる。
さらに、電極ワイヤとの摺動による摩耗が著しくなると、その寿命も著しく短くなってしまうこととなる。
このような溶接給電用コンタクトチップにおける磨耗や給電の不安定さを防ぐための技術などに関連して、例えば以下の特許文献1、2,3ようなものが知られている。
特許文献1に記載のアーク溶接用電極チップは、一対の半割チップ部材を組み合わせてその軸芯にワイヤ挿通孔を形成したものであるが、ワイヤ挿通孔の孔径がその長さ方向に対して一様で電極ワイヤとの給電点が定まらないために、被溶接部との給電点との距離や給電点における電気抵抗が変動して、溶接アークが不安定になり易いという問題があった。
特許文献2に記載の耐熱性樹脂コーティングをその先端に施した溶接用コンタクトチップでは、その磨耗性が一時的に改良されるが、耐久性に乏しい上に、特許文献1の場合と同様に溶接ワイヤとコンタクトチップとの接触部位が定まらないという問題があった。
特許文献3に記載の先細り状のワイヤ貫通孔を設けた溶接用コンタクトチップは、そのワイヤ貫通孔内に板バネを保持させるので給電点の位置を固定できるが、板バネ自体が劣化して接触抵抗が変化しやすい。また、板バネを含む構造が複雑な上に棒状材のなかぐり加工や複雑な組み立て加工を要してコスト性に欠けるという問題があった。
導電性金属を素材として略円筒状に形成されたチップ本体と、前記チップ本体の軸芯に貫通して設けられ電極ワイヤを挿入保持するワイヤ挿通孔と、を備えた溶接給電用コンタクトチップであって、前記チップ本体は、その軸方向に沿って半割状に形成された一対の半割チップ部材からなり、前記半割チップ部材の合わせ面の長手方向にワイヤ挿通溝が形成されており、前記合わせ面どうしを向かい合わせて組み合わせて前記チップ本体とし、前記半割チップ部材の合わせ面間の間隙を後端部間隙>先端部間隙とするように、前記半割チップ部材の合わせ面を傾斜させて、溶接トーチ内に配設していることを特徴とする。
(3)本発明の溶接給電用コンタクトチップは、前記(1)において、前記ワイヤ挿通溝が、前記半割チップ部材の合わせ面をロール成形して形成されていることにも特徴を有している。
(5)本発明の溶接トーチは、導電性金属を素材として略円筒状に形成されたチップ本体と、前記チップ本体の軸芯に貫通して設けられ電極ワイヤを挿入保持するワイヤ挿通孔と、を備えた溶接給電用コンタクトチップを内部に配設した溶接トーチであって、前記チップ本体は、その軸方向に沿って半割状に形成された一対の半割チップ部材からなり、前記半割チップ部材の合わせ面の長手方向にワイヤ挿通溝が形成されており、前記合わせ面どうしを向かい合わせて組み合わせて前記チップ本体とし、前記半割チップ部材の合わせ面間の間隙を後端部間隙>先端部間隙とするように、前記半割チップ部材の合わせ面を傾斜させて溶接給電用コンタクトチップを配設したことを特徴とする。
さらに、半割チップ部材を用いてワイヤ挿通溝をロール成形などによって高速で加工できるのでコスト性に優れた溶接給電用コンタクトチップを提供することができる。
さらに、本発明の溶接トーチを用いれば、電極ワイヤ先端の位置決めを確実にすることができるので溶接点を外すことがなく、溶接不良を引き起こすことがない。
図1は本発明の実施の形態1に係る溶接給電用コンタクトチップを配設した溶接トーチの全体断面図であり、図2は溶接トーチの組み立て分解図であり、図3は溶接給電用コンタクトチップにおけるチップ本体の拡大説明図であり、(a)はチップ本体の上面図、(b)はチップ本体の側面図、(c)はチップ本体の底面図である。図4は半割チップを部材の合わせ面を傾斜させる構造の実施例を示す説明図である。図5は合わせ面及びワイヤ挿通溝が見えるようにした片方の半割チップ部材の平面図である。以下図面を参照しながら本実施の形態に係る溶接給電用コンタクトチップについて説明する。
また、実施の形態1では、ワイヤ挿通孔12の後端部を拡大して形成した窪み状の基部11aに、スペーサ部材18を介挿し、半割チップ部材14、15の基端部14a、15aの合わせ面間に所定の間隙S32を確保するとともに、半割チップ部材14、15の合わせ面間の間隔を、基端部14a、15aでの後端部間隔S32から先端部14b、15bでの先端部間隔S31へ順次縮小させるようにしている。そして、半割チップ部材14、15の合わせ面13、13を向かい合わせて組み立ててその外周をチップ押さえ19によって一体的に結合させてチップ本体11としている。
また、スペーサ部材18の基部11a側はトーチアダプタ20によって支持され、コンタクトチップ10及びトーチアダプタ20は、その外周をノズル部21及び絶縁ブッシュ22によってカバーされて溶接トーチTを構成する。
ワイヤ挿通孔12は、チップ本体11の中心線と同一の中心線を有する断面円形状であり、ワイヤ挿通孔12の直径は略電極ワイヤWの太さに合わせた口径を有している。
また、半割チップ部材14、15のそれぞれの平面に形成された断面半円状のワイヤ挿通溝16、16どうしを向かい合わせてワイヤ挿通孔12を形成する。
さらに、図4(a)に示すように、スペーサ部材18をチップ本体11の基部11aに介挿し半割チップ部材14、15の合わせ面13、13間の間隙を拡開させ、半割チップ部材の先端部はチップ押さえ19の内径で合わせ面13、13間の間隙の拡開を拘束することにより、半割チップ部材14、15の合わせ面13,13を、後端部間隙S32>先端部間隙S31となるようにして傾斜させてチップ本体11を組み立てる。
このように合わせ面13,13を傾斜させて、半割チップ部材14、15それぞれの先端部14b、15bに電極ワイヤWを確実に接触させるようにする。
このように半割りチップ部材14,15のワイヤ挿通孔12寄りに間隙を形成させることにより、チップ押さえ19で半割りチップ部材14,15の下部に環状の形成されている鍔部14d、15dを押さえつけることで半割りチップ部材14,15の後端部間隙S32を拡開させることができる。この場合は、半割チップの下部に基部11aを設ける必要はなく、ワイヤ挿通溝16を設けることで足りる。
また、ワイヤ挿通溝16の加工にロール成形を適用した場合は、ワイヤ挿通溝16の表面粗度を小さくし、加工硬化により表面硬度も高くし、平滑なワイヤ挿通孔12を得ることができ、溶接給電用コンタクトチップとして高い品質を保持することができる。
また、電極ワイヤWを、ワイヤ挿通孔12の先端部で挟持しているため、コンタクトチップ先端部の位置で給電でき、コンタクトチップ、母材間距離を一定に維持してアーク電圧電流の変動が少なくできるために安定し、溶接の作業性に優れている。
さらに、コンタクトチップ先端部に押圧力を加えて給電できるため、アークが安定して高速溶接ができ品質向上、コストダウンになる。
またさらに、コンタクトチップが磨耗量しても、電極ワイヤの送給方向が変化しにくく溶接個所のねらい位置ズレが起こらず、操作性にも優れている。
図7は、本発明の実施の形態2に係る溶接給電用コンタクトチップを含む溶接トーチの断面図であり、図8は溶接トーチの組み立て分解図である。図7及び図8において、30はノズル部21内に配設された実施の形態2の溶接給電用コンタクトチップであり、半割チップ部材14、15を内挿して結合させるための先端部に係止部31aを備えたチップ押さえ31と、チップ本体11の先端部にチップ押さえ31を介して着脱自在に配置されるセラミックチップ32を有する。
なお、以下の説明においては実施の形態1と同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、チップ本体11の先端部の基端部側には、必要に応じて雄ネジが形成され、セラミックチップ32の先端部側には雌ネジが形成され、この雄ネジと雌ネジとが螺合することによって、チップ本体11とセラミックチップ32とを一体化するようにしてもよい。
また、本発明の溶接トーチを用いれば、電極ワイヤ先端の位置決めを確実にすることができるので溶接点を外すことがなく、溶接不良を引き起こすことがない。
さらに、本発明のコンタクトチップにはネジを設ける必要がないので、コンタクトチップの加工が容易でありコンタクトチップのコストダウンに大きく寄与する。
11 チップ本体
11a 基部
12 ワイヤ挿通孔
13 合わせ面
14、15 半割チップ部材
14a、15a 基端部
14b、15b 先端部
14c、15c テーパ面
14d、15d 鍔部
16 ワイヤ挿通溝
17 チップ受け部材
17a 当接する面
18 スペーサ部材
18a リング材
19 チップ押さえ
20 トーチアダプタ
21 ノズル部
22 絶縁ブッシュ
30 実施の形態2の溶接給電用コンタクトチップ
31 チップ押さえ
31a 係止部
32 セラミックチップ
32a 貫通孔
110、111 凸条テーパ部
112,113 凹状テーパ部
W 電極ワイヤ
S31 先端部間隔
S32 後端部間隔
T 溶接トーチ
Claims (5)
- 導電性金属を素材として略円筒状に形成されたチップ本体と、
前記チップ本体の軸芯に貫通して設けられ電極ワイヤを挿入保持するワイヤ挿通孔と、
を備えた溶接給電用コンタクトチップであって、
前記チップ本体は、
その軸方向に沿って半割状に形成された一対の半割チップ部材からなり、
前記半割チップ部材の合わせ面の長手方向にワイヤ挿通溝が形成されており、
前記合わせ面どうしを向かい合わせて組み合わせて前記チップ本体とし、
前記半割チップ部材の合わせ面間の間隙を後端部間隙>先端部間隙とするように、
前記半割チップ部材の合わせ面を傾斜させて、
溶接トーチ内に配設していることを特徴とする溶接給電用コンタクトチップ。 - 導電性金属を素材として略円筒状に形成されたチップ本体と、
前記チップ本体の軸芯に貫通して設けられ電極ワイヤを挿入保持するワイヤ挿通孔と、
を備えた溶接給電用コンタクトチップであって、
前記チップ本体がその軸方向に沿って半割状に形成された一対の半割チップ部材からなり、前記半割チップ部材の合わせ面の長手方向にワイヤ挿通溝が形成されており、
前記合わせ面どうしを向かい合わせて組み合わせて前記チップ本体とし、
前記チップ本体の基部にスペーサ部材を介挿させることで、
前記半割チップ部材の合わせ面間の間隙を後端部間隙>先端部間隙とするように、
前記半割チップ部材の合わせ面を傾斜させて
溶接トーチ内に配設していることを特徴とする溶接給電用コンタクトチップ。 - 前記ワイヤ挿通溝は、前記半割チップ部材の合わせ面をロール成形して形成されたものであることを特徴とする請求項1記載の溶接給電用コンタクトチップ。
- 前記チップ本体の先端部に、アルミナ、アルミナ−シリカ、ジルコニア、窒化珪素、サイアロンなどのセラミックス素材により形成されたセラミックチップが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の溶接給電用コンタクトチップ。
- 導電性金属を素材として略円筒状に形成されたチップ本体と、
前記チップ本体の軸芯に貫通して設けられ電極ワイヤを挿入保持するワイヤ挿通孔と、
を備えた溶接給電用コンタクトチップを内部に配設した溶接トーチであって、
前記チップ本体は、
その軸方向に沿って半割状に形成された一対の半割チップ部材からなり、
前記半割チップ部材の合わせ面の長手方向にワイヤ挿通溝が形成されており、
前記合わせ面どうしを向かい合わせて組み合わせて前記チップ本体とし、
前記半割チップ部材の合わせ面間の間隙を後端部間隙>先端部間隙とするように、
前記半割チップ部材の合わせ面を傾斜させて溶接給電用コンタクトチップを配設したことを特徴とする溶接トーチ。
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