JP2010167442A

JP2010167442A - 溶接用トーチ

Info

Publication number: JP2010167442A
Application number: JP2009011536A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ueda; 昌良植田; Yukitoshi Yamada; 幸敏山田; Kazuyoshi Kubo; 和吉久保; Hiroyuki Kiso; 博之木曽
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: JP5310021B2

Abstract

【課題】溶接用トーチにおいて、ケーブルに要求される一般的な性能として、耐久性、耐熱性、柔軟性、耐屈曲性等が挙げられる。特にアルミニウムの溶接においては、ブローホールが発生する等、溶接欠陥を招く恐れがあるため、水分が溶接部に入ることを嫌い、ケーブルに対して耐吸水性も要求される。しかし、上記要求性能をすべて満足させたケーブルを製作することは非常に困難であり、いずれかの性能、特に耐吸水性を犠牲にしたケーブルが用いられており、ケーブル内で水分の発生を抑制することが困難であった。
【解決手段】溶接用トーチのケーブルを多層構造とし、ケーブルの最内層を耐吸水性の材質とすることにより、ケーブルの柔軟性、耐屈曲性等を損なうことなく、ケーブル内で水分が発生することを抑制し、アルミニウムの溶接等においても安定した品質で溶接ができる溶接用トーチを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作者が手で持って使用する溶接用トーチや産業用ロボット等に取り付けられて使用される溶接用トーチに関するものである。

例えば図３（ａ）に示すように、従来の溶接用トーチ１０１としては、トーチボディ部１０２と、トーチボディ部１０２と接続されるノズル部１０３と、トーチボディ部１０２に接続されており少なくともガスや電力を供給するためのケーブル１０４と、トーチボディ部１０２とケーブル１０４との接続部の外側に設けられており操作者が片手で握って保持できるハンドル部１０５とを備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

なお、ケーブル１０４の構造としては、例えば図３（ａ）のケーブル１０４のＣ−Ｃ断面を示す図３（ｂ）に示すように、ブレード１０６を挟んで内層、外層ともに同材質の樹脂エラストマー１０７で構成され、内部に給電線１０８が配されているのが一般的である。なお、ブレード１０６は、ガスの圧力が上昇した場合の樹脂エラストマー１０７の膨らみを防止するための網目状の部材である。
特開平６−４７５４９号公報

溶接用トーチ１０１において、ケーブル１０４に要求される一般的な性能としては、耐久性、耐熱性、柔軟性、耐屈曲性等が挙げられる。また、アルミニウムの溶接においては特に、ブローホールが発生する等の溶接欠陥を招く恐れがあるため、水分が溶接部に入ることを嫌う。そのため、ケーブル１０４に対しては耐吸水性も要求される。

しかしながら、内層と外層に同じ材質を用いる従来のケーブルにおいて、上記要求性能をすべて満足させたケーブル１０４を製作することは非常に困難であり、いずれかの性能、特に耐吸水性を犠牲にしたケーブル１０４が用いられてきた。

本発明は、ケーブルの柔軟性や耐屈曲性等を損なうことなく、ケーブル内で水分（結露等）が発生することを抑制し、例えばアルミニウムの溶接においても安定した品質で溶接を行うことができる溶接用トーチを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の溶接用トーチは、トーチボディと、前記トーチボディと接続されるノズルと、前記トーチボディに接続され少なくともガスを供給するためのケーブルとを備え、前記ケーブルは少なくとも最内層と最外層から成る多層構造であり、前記最内層は前記最外層よりも耐吸水性の優れた材料からなり、前記最外層は前記最内層よりも耐熱性の優れた材料からなるものである。

また、本発明の溶接用トーチは、上記に加えて、ケーブルの最内層はスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーを含み、前記ケーブルの最外層はスチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーを含むものである。

また、本発明の溶接用トーチは、トーチボディと、前記トーチボディと接続されるノズルと、前記トーチボディに接続され少なくともガスを供給するためのケーブルとを備え、前記ケーブルは少なくとも最内層と前記最内層の外側に位置した第２の層と最外層から成る多層構造であり、前記最内層は前記第２の層よりも耐吸水性の優れた材料からなり、前記第２の層は前記最内層よりも耐熱性の優れた材料からなり、前記最外層と前記第２の層との間に給電線を備えたものである。

また、本発明の溶接用トーチは、上記に加えて、ケーブルの最内層はスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーを含み、前記ケーブルの第２の層はスチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーを含むものである。

また、本発明の溶接用トーチは、上記に加えて、最外層は合成ゴムからなるものである。

以上のように、本発明は、ケーブル内で水分（結露等）が発生することを抑制し、例えばアルミニウムの溶接においても安定した品質で溶接を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１と図２を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態における溶接用トーチを示すものである。図１（ａ）は溶接用トーチ１の概略構成を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す溶接用トーチ１のケーブル４の断面の概略構成を示す図である。なお、図１（ａ）は非消耗電極を用いる溶接用トーチの例を示している。

図１（ａ）において、溶接用トーチ１は、トーチボディ部２と、トーチボディ部２と接続されるノズル部３と、トーチボディ部２に接続され少なくともシールドガスや電力を供給するためのケーブル４と、トーチボディ部２とケーブル４との接続部分の外側に設けられ操作者が片手で握って溶接用トーチ１を保持するためのハンドル部５とを有している。

また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すケーブル４のＡ−Ａ断面を示している。図１（ｂ）に示すように、ケーブル４は多層構造であり、ブレード６を境に最内層である内層樹脂エラストマー７と、最外層である外層樹脂エラストマー８に分かれている。なお、ブレード６は、ガスの圧力が上昇した場合の内層樹脂エラストマー７の膨らみを防止するための網目状の部材である。また、ケーブル４の中心部分には給電線９が配される構成となっている。また、内層樹脂エラストマー７の内側を、図示しないシールドガスが通るものである。

そして、最内層である内層樹脂エラストマー７は、耐吸水性の材料からなり、最外層である外層樹脂エラストマー８よりも耐吸水性が優れたものである。また、最外層である外層樹脂エラストマー８は、高耐熱性の材料からなり、最内層である内層樹脂エラストマー７よりも耐熱性が優れたものである。そして、内層樹脂エラストマー７や外層樹脂エラストマー８はチューブ状の形状を有している。

なお、最内層と最外層の耐熱性に関しては、例えば、最内層の耐熱温度は９０℃以上であり、最外層の耐熱温度は２００℃以上である。

また、最内層と最外層の耐吸水性に関しては、例えば、露点温度測定でガス供給源内露点温度が−７５℃であった場合において、最内層の露点温度が−７０℃以下であり、最外層の露点温度が−５０℃以下である。

このような構成とすることで、各構成部材を結合して溶接用トーチ１を構成した際に、ケーブル４の耐久性、耐熱性、柔軟性、耐屈曲性等を損なうことなく、ケーブル４内で水分（結露等）が発生することを抑制することができる。

より詳しくは、内層樹脂エラストマー７が耐吸水性の材料からなるので、ケーブル４の外部からケーブル４の内部へ、すなわち内層樹脂エラストマー７の内側への水分の移動が抑制され、その結果、ケーブル４の内外での温度差等による内層樹脂エラストマー７の内側での結露の発生が抑制される。

従って、図示しないガスボンベ等から溶接用トーチ１へ供給される図示しないシールドガスに水分が含まれることを抑制でき、溶接部分におけるブローホールの発生を抑制した溶接を実現することができる。特にアルミニウムの溶接において安定した品質で溶接を行うことができる。

なお、内層樹脂エラストマー７としては、スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーを含むものを用いることが望ましく、外層樹脂エラストマー８としては、スチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーを含むものを用いることが望ましい。

なお、本実施の形態では、操作者が手で持って使用する溶接用トーチの例について説明したが、これに限るものではなく、例えばハンドル部５を他の機器に取り付け可能な構成とし、産業用ロボット等に取り付けて溶接を行う溶接用トーチとして使用してもよい。

（実施の形態２）
図２は本実施の形態における溶接用トーチを示す図である。図２（ａ）は溶接用トーチ１０の概略構成を示す図であり、図２（ｂ）は溶接用トーチ１０のケーブル１３の断面の概略構成を示す図である。なお、図２（ａ）は消耗電極を用いる溶接用トーチの例を示している。実施の形態１と異なる主な点は、ケーブル１３の構造である。

図２（ａ）において、溶接用トーチ１０は、トーチボディ部１１と、トーチボディ部１１と接続されるノズル部１２と、トーチボディ部１１に接続され少なくともガスや電力を供給するためのケーブル１３と、トーチボディ部１１とケーブル１３との接続部分の外側に設けられ操作者が手で持って溶接用トーチ１０を保持するためのハンドル部１４とを有している。

また、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すケーブル１３のＢ−Ｂ断面を示している。図２（ｂ）に示すように、ケーブル１３は多層構造であり、最も内側に最内層としての内層樹脂エラストマー１６が設けられており、内層樹脂エラストマー１６の外側にブレード１５が設けられおり、ブレード１５の外側に第２の層として外層樹脂エラストマー１７が設けられており、さらに、最外層として外層合成ゴム１８が設けられている。また、外層樹脂エラストマー１７と外層合成ゴム１８との間には、給電線１９と絶縁テープ２０が設けられている。なお、内層樹脂エラストマー１６の内側を図示しないシールドガスと図示しない溶接用ワイヤが通り、これらが溶接用トーチ１０に供給されるものである。

そして、最内層である内層樹脂エラストマー１６は耐吸水性の材料からなり、第２の層である外層樹脂エラストマー１７よりも耐吸水性が優れたものである。また、第２の層である外層樹脂エラストマー１７は、高耐熱性の材料からなり、最内層である内層樹脂エラストマー１６よりも耐熱性が優れたものである。そして、内層樹脂エラストマー１６や外層樹脂エラストマー１７や外層合成ゴム１８は、チューブ状の形状を有している。

なお、最内層と第２の層の耐熱性に関しては、例えば、最内層の耐熱温度は９０℃以上であり、第２の層の耐熱温度は２００℃以上である。

また、最内層と第２の層の耐吸水性に関しては、例えば、露点温度測定でガス供給源内露点温度が−７５℃であった場合において、最内層の露点温度が−７０℃以下であり、第２の層の露点温度が−５０℃以下である。

このような構成とすることで、各構成部材を結合して溶接用トーチ１０を構成した際に、ケーブル１３の耐久性、耐熱性、柔軟性、耐屈曲性等を損なうことなく、ケーブル１３内で水分（結露等）が発生することを抑制することができる。

より詳しくは、内層樹脂エラストマー１６が耐吸水性の材料からなるので、ケーブル１３の外部からケーブル１３の内部へ、すなわち内層樹脂エラストマー１６の内側への水分の移動が抑制され、その結果、ケーブル１３の内外での温度差等による内層樹脂エラストマー１６の内側での結露の発生が抑制される。

従って、図示しないガスボンベ等から溶接用トーチ１０へ供給される図示しないシールドガスに水分が含まれることが抑制され、溶接部分におけるブローホールの発生を抑制した溶接を実現することができる。特にアルミニウムの溶接において安定した品質で溶接を行うことができる。

なお、内層樹脂エラストマー１６としては、スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーを含むものを用いることが望ましく、外層樹脂エラストマー１７としては、スチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーを含むものを用いることが望ましい。また、外層合成ゴム１８としては、クロロプレンゴム等を用いることが望ましい。

なお、本実施の形態では、操作者が手で持って使用する溶接用トーチの例について説明したが、これに限るものではなく、例えばハンドル部１４を他の機器に取り付け可能な構成とし、産業用ロボット等に取り付けて溶接を行う溶接用トーチとして使用してもよい。

本発明の溶接用トーチは、各構成部材を結合して溶接用トーチを構成した際に、ケーブルの耐久性、耐熱性、柔軟性、耐キンクを損なうことなく、かつケーブル内で水分が発生することもなく、特にアルミニウムの溶接を行う際に用いる溶接用トーチとして産業上有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１における溶接用トーチの概略構成を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における溶接用トーチのケーブル断面を示す図（ａ）本発明の実施の形態２における溶接用トーチの概略構成を示す図（ｂ）本発明の実施の形態２における溶接用トーチのケーブル断面を示す図（ａ）従来の溶接用トーチの概略構成を示す図（ｂ）従来の溶接用トーチのケーブル断面を示す図

１溶接用トーチ
２トーチボディ部
３ノズル部
４ケーブル
５ハンドル部
６ブレード
７内層樹脂エラストマー
８外層樹脂エラストマー
９給電線
１０溶接用トーチ
１１トーチボディ部
１２ノズル部
１３ケーブル
１４ハンドル部
１５ブレード
１６内層樹脂エラストマー
１７外層樹脂エラストマー
１８外層合成ゴム
１９給電線
２０絶縁テープ
１０１溶接用トーチ
１０２トーチボディ部
１０３ノズル部
１０４ケーブル
１０５ハンドル部
１０６ブレード
１０７樹脂エラストマー
１０８給電線

Claims

トーチボディと、前記トーチボディと接続されるノズルと、前記トーチボディに接続され少なくともガスを供給するためのケーブルとを備え、
前記ケーブルは少なくとも最内層と最外層から成る多層構造であり、前記最内層は前記最外層よりも耐吸水性の優れた材料からなり、前記最外層は前記最内層よりも耐熱性の優れた材料からなる溶接用トーチ。
ケーブルの最内層はスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーを含み、前記ケーブルの最外層はスチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーを含む請求項１記載の溶接用トーチ。
トーチボディと、前記トーチボディと接続されるノズルと、前記トーチボディに接続され少なくともガスを供給するためのケーブルとを備え、
前記ケーブルは少なくとも最内層と前記最内層の外側に位置した第２の層と最外層から成る多層構造であり、
前記最内層は前記第２の層よりも耐吸水性の優れた材料からなり、
前記第２の層は前記最内層よりも耐熱性の優れた材料からなり、
前記最外層と前記第２の層との間に給電線を備えた溶接用トーチ。
ケーブルの最内層はスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーを含み、前記ケーブルの第２の層はスチレン系エラストマーまたはオレフィン系エラストマーを含む請求項３記載の溶接用トーチ。
最外層は合成ゴムからなる請求項３または４記載の溶接用トーチ。