JP2010201431A - 溶接給電用コンタクトチップ及びその給電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】給電子の磨耗が不均一になることによる溶接ワイヤに対する給電の不安定状態を抑制する。
【解決手段】ワイヤ挿入孔３に挿入した溶接ワイヤ５に対し、給電子２５により給電してアーク溶接を行う。給電子２５は、溶接ワイヤ５の周囲に沿って複数設けてあり、内側の電極摺動面２５ａを溶接ワイヤ５に摺接させる一方、外側の摺動傾斜面２５ｃを先端ボディ７の円錐内面７ｄに摺動接触させ、この状態で、コイルスプリング２７により先端側に押圧されている。これら複数の給電子２５は、溶接ワイヤ５に対する電極摺動面２５ａの摺動による磨耗に伴って、溶接ワイヤ５の移動方向前方に個別に移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボディ内に移動可能に挿入した溶接ワイヤに給電する給電子を備えた溶接給電用コンタクトチップ及びその給電方法に関する。

従来アーク溶接を行うに際に使用する給電用コンタクトチップは、ボディ内に形成したワイヤ挿入孔に溶接ワイヤを移動可能に挿入し、この溶接ワイヤを前方に送りつつその外周側に設けた給電子によって溶接ワイヤに給電している（例えば下記特許文献１参照）。

特開２００７−２１５４１号公報

ところで、溶接ワイヤを溶接時に順次前方に送給する際には、給電子が溶接ワイヤとの摺動や温度上昇によって磨耗するが、溶接方向が偏るなど溶接方法によっては磨耗が不均一となる場合があり、このような場合には、給電が不安定となって溶接不良を引き起こす。

そこで、本発明は、給電子の磨耗が不均一になることによる溶接ワイヤに対する給電の不安定状態を抑制することを目的としている。

本発明は、溶接ワイヤに給電する給電子を、溶接ワイヤの周囲に沿って複数設けるとともに、ボディ内面に、溶接ワイヤの移動方向前方側ほど溶接ワイヤに近付くよう傾斜する傾斜ガイド部を設け、複数の給電子は、傾斜ガイド部に摺接するボディ摺接部を備えて溶接ワイヤの移動方向に沿って個別に移動可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、複数の給電子相互間で溶接ワイヤとの摺動による磨耗が不均一になったとしても、これら複数の給電子は、磨耗に伴ってボディ摺接部が傾斜ガイド部にガイドされることで溶接ワイヤに摺接した状態を維持しつつ溶接ワイヤの移動方向に沿って個別に移動するので、給電子の磨耗が不均一になることによる溶接ワイヤへの給電の不安定状態を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係わる溶接給電用コンタクトチップの先端部を示す断面図である。 図１の溶接給電用コンタクトチップの分解図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係わる溶接給電用コンタクトチップの先端部を示す断面である。 図４の溶接給電用コンタクトチップの分解図である。 （ａ）は図４のＣ−Ｃ断面図、（ｂ）は図４のＤ−Ｄ断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係わる溶接給電用コンタクトチップの先端部を示す断面図、図２はその分解図である。この溶接給電用コンタクトチップは、例えば炭酸ガスアーク溶接やＭＩＧ溶接などのようなＧＭＡ溶接にて使用するもので、ボディ１内に形成してあるワイヤ挿入孔３にワイヤ電極である溶接ワイヤ５をその軸線方向沿って移動可能に挿入してある。

ボディ１は、中空の導電性材料からなる先端ボディ７と、この先端ボディ７内に先端側が収容される内部ボディ９とを備え、内部ボディ９の中心部に軸線方向に向けて形成してある貫通孔９ａが上記したワイヤ挿入孔３の一部を構成している。なお、貫通孔９ａの直径は溶接ワイヤ５の直径より大きく形成している。

先端ボディ７は、内部ボディ９を収容する空間が、図１中で上部の基端側の円柱空間部分１１と、円柱空間部分１１の先端側に連続する円錐空間部分１３とを備えている。円錐形状部分１３の先細の先端側には、この円錐空間部分１３の先端の内径とほぼ同内径の先端貫通孔１５が連続している。

この先端貫通孔１５のさらに先端部には、切欠凹部１７を形成してあり、切欠凹部１７に、溶接ワイヤ５の移動方向に対して直交する方向の位置決めを行う位置決め部材としての位置決めチップ１９を取り付けている。位置決めチップ１９は、硬質で耐熱性及び耐摩耗性の高い材質である例えばセラミックスなどの絶縁性材料で構成してあり、その中心部に形成してある貫通孔１９ａに、溶接ワイヤ５を挿入して前方に引き出している。なお、貫通孔１９ａの直径は溶接ワイヤ５の直径より僅かに大きく形成してあり、これら相互間の隙間を狭くして位置決めを行うようにしている。

内部ボディ９は、基端側の外周に雄ねじ部９ｂを形成してあり、この雄ねじ部９ｂを、先端ボディ７の基端側における円柱空間部分１１の内面に形成してある雌ねじ部７ａにねじ込むことで両者を固定している。その際、雄ねじ部９ｂの基端側の端面９ｃが先端ボディ７の基端面７ｂに当接して位置決めされる。また、内部ボディ９は、雄ねじ部９ｂの先端側に先端細径部９ｄを備え、先端細径部９ｄのさらに先端側を、先細の円錐形状部９ｅとしている。

ここで、先端ボディ７の円柱空間部分１１に対応する円筒内面７ｃと内部ボディ９の先端細径部９ｄとの間には環状の隙間２１を形成してあり、また先端ボディ７の円錐空間部分１３に対応する傾斜ガイド部となる円錐内面７ｄと、先端細径部９ｄの一部及び円錐形状部９ｅとの間にも環状の隙間２３を形成している。

また、内部ボディ９における先端細径部９ｄの円錐形状部９ｅ側近傍から円錐形状部９ｅにわたり、図１のＢ−Ｂ断面図である図３（ｂ）に示すように、中心の貫通孔９ａから放射状に延びるスリット９ｆを形成している。このスリット９ｆは、円周方向に沿って等間隔に３つ設けてあり、これら各スリット９ｆに、ほぼ直角三角形の板状部材からなる給電子２５の一部を移動可能に挿入している。すなわち、この各給電子２５は、溶接ワイヤ５の周囲に沿って複数設けていることになる。

上記した給電子２５は、溶接ワイヤ５に摺接して該溶接ワイヤ５に沿って図１中で上下方向に延びる電極摺動部となる電極摺動面２５ａと、電極摺動面２５ａの図１中で上端部に対し直径方向外側に向けて延びる基端面２５ｂと、基端面２５ｂの外側端部と電極摺動面２５ａの先端部（図１中で下端部）とを接続するボディ摺接部としての摺動傾斜面２５ｃとを備えている。

摺動傾斜面２５ｃは、電極摺動面２５ａが溶接ワイヤ５に接触した状態で、先端ボディ７の円錐内面７ｄにそのほぼ全面が接触しており、この接触状態で、給電子２５の先細側の先端面２５ｄは、円錐空間部分１３と先端貫通孔１５との境界部分に位置している。

また、給電子２５は、スリット９ｆに挿入した状態で、スリット９ｆから外側の環状の隙間２３に一部が突出しており、この突出した一部の基端面２５ｂと、内部ボディ９の雄ねじ部９ｂを形成した部分の下端面９ｇとの間に、給電子２５を先端側に押し付けて押圧する押圧手段としての弾性手段であるコイルスプリング２７を介装している。

次に、作用を説明する。複数の給電子２５は、コイルスプリング２７により図１中で下部の先端側に押し付けられ、これにより各給電子２５は、溶接ワイヤ５と先端ボディ７の円錐内面７ｄとの間に楔を入れたような形となる。この結果各給電子２５は、電極摺動面２５ａが溶接ワイヤ５に接触しつつ押し付けられるとともに、摺動傾斜面２５ｃが円錐内面７ｄに接触しつつ押し付けられた状態となる。

なお、このときのコイルスプリング２７の給電子２５に対する押し付け力は、溶接ワイヤ５が撓まない程度としておく。

したがって、この状態で先端ボディ７と溶接ワイヤ５とは給電子２５を介して電気的に接続した状態となり、溶接ワイヤ５への給電が可能となる。

そして、このようにして溶接ワイヤ５への給電を行いつつ溶接ワイヤ５を順次先端側へ送給することで、溶接作業を行う。溶接ワイヤ５が順次送給されるときには、先端の位置決めチップ１９に位置決めされつつガイドされる。

ここで、複数の給電子２５は、溶接ワイヤ５と摺接することで電極摺動面２５ａが磨耗するが、この磨耗に伴って、コイルスプリング２７に押し付けられている給電子２５は、摺動傾斜面２５ｃが先端ボディ７の円錐内面７ｄに沿ってガイドされつつ先端側に移動する。したがって、電極摺動面２５ａが磨耗したとしても、給電子２５は、コイルスプリング２７に押し付けられた状態が継続しているので、溶接ワイヤ５への接触状態は、磨耗した分コイルスプリング２７による押圧力が僅かに低下するもののほぼ変化することなく、ほぼ一定に維持される。

このような給電子２５の溶接ワイヤ５への接触状態は、複数の給電子２５を個別に移動可能としてあるので、複数の給電子２５相互間で、溶接方向が偏るなど溶接方法によって磨耗が不均一となったとしても、ほぼ一定に維持することができる。その結果、溶接ワイヤ５への給電が安定化して溶接不良を抑えることができ、チップ交換頻度も低くなってコスト低下を図ることができる。

また、本実施形態では、各給電子２５を、溶接ワイヤ２５の移動方向前方側に押圧する押圧手段をコイルスプリング２７として設けているので、電極摺動面２５ａの磨耗に伴う前方への移動を磨耗とほぼ同時に行うことができ、電極摺動面２５ａの溶接ワイヤ５に対する接触状態を連続して維持することができる。

また、本実施形態では、先端ボディ７の先端側に、溶接ワイヤ５が移動可能に挿入されて該溶接ワイヤ５の位置決めを行う位置きめチップ１９を設けているので、溶接ワイヤ５は、ワイヤ挿入孔３の中心に位置した状態で前方へ移動することになり、複数の給電子２５相互間での偏磨耗を抑えることができる。また、このとき位置決めチップ１９は、硬質の材料で構成しているので、磨耗を低く抑えることができる。

図４〜図６は、本発明の第２の実施形態に係わる溶接給電用コンタクトチップを示すもので、前記した第１の実施形態を示す図１〜図３にそれぞれ対応している。第２の実施形態の溶接給電用コンタクトチップは、第１の実施形態に対し、給電子２９の形状を異ならせ、これに対応して内部ボディ９の雄ねじ部９ｂより先端側の、主として給電子２９を収容する部分の形状を異ならせている。先端ボディ７については、第１の実施形態と同様のものを使用している。

すなわち、第２の実施形態の内部ボディ９は、雄ねじ部９ｂより先端側を雄ねじ部９ｂとほぼ同等の外径を有する円柱部９ｈとしてそのさらに先端側を、先細の円錐形状部９ｉとしている。そして、上記雄ねじ部９ｂより先端側の円柱部９ｈから円錐形状部９ｉにわたり、貫通孔９ａに対して傾斜しているスリット９ｊを内部ボディ９に形成している。

このスリット９ｊは、先端側ほど貫通孔９ａに接近するよう傾斜しており、該スリット９ｊに前記した給電子２９の一部を移動可能に収容している。給電子２９は、先端側に溶接ワイヤ５に摺接して該溶接ワイヤ５に沿って図１中で上下方向に延びる電極摺動面２９ａと、先端ボディ７の円錐内面７ｄに摺動接触するボディ摺接部としての摺動傾斜面２９ｃとを備えており、図５中での中心点Ｐに対して点対称な形状としている。

すなわち、給電子２９は、摺動傾斜面２９ｃと反対側に摺動傾斜面２９ｃと平行な傾斜面２９ｄを備えて、これら摺動傾斜面２９ｃ及び傾斜面２９ｄに沿って長い形状としてスリット９ｊに収容している。そして、この給電子２９は、スリット９ｊに収容した状態で、電極摺動面２９ａを備える先端側がスリット９ｊから前方に突出するとともに、スリット９ｊから外側の環状の隙間２３にも一部が突出して、摺動傾斜面２９ｃが先端ボディ７の円錐内面７ｄに接触している。

第２の実施形態においては、第１の実施形態のように、給電子２９を押し付けるコイルスプリング２７を設けていないので、チップ先端側を鉛直方向下部として使用することで、給電子２９はその自重により先端側に押し付けられる。その結果給電子２９は、電極摺動面２９ａが溶接ワイヤ５に接触しつつ押し付けられるとともに、摺動傾斜面２９ｃが円錐内面７ｄに接触しつつ押し付けられた状態となる。

したがって、第２の実施形態においても、複数の給電子２９は、溶接ワイヤ５と摺接することで電極摺動面２９ａが磨耗するが、この磨耗に伴って、下方に向けて押し付けられている給電子２９は、摺動傾斜面２９ｃが円錐内面７ｄに沿ってガイドされつつ先端側に移動する。よって、電極摺動面２９ａが摩耗したとしても、給電子２９は、自重によって下方に向けて押し付けられた状態が継続するので、溶接ワイヤ５に対する接触状態は、磨耗した分自重による押圧力が僅かに低下するもののほぼ変化することなく、ほぼ一定に維持される。

このような給電子２９の溶接ワイヤ５への接触状態は、第１の実施形態と同様に複数の給電子２９が個別に移動可能としてあるため、複数の給電子２９相互間で、溶接方向が偏るなど溶接方法によって磨耗が不均一となったとしても、ほぼ一定に維持することができ、溶接ワイヤ５への給電が安定化して溶接不良を抑えることができる。

また、第２の実施形態では、第１の実施形態のように、給電子２９を押し付けるコイルスプリング２７を設けていないので、その分部品点数を削減でき、設備コストの低減を図ることができる。

３ ワイヤ挿入孔
５ 溶接ワイヤ
７ 先端ボディ（ボディ）
７ｄ 先端ボディの円錐内面（傾斜ガイド部）
９ 内部ボディ（ボディ）
１９ 位置決めチップ（位置決め部材）
２５，２９ 給電子
２５ｃ，２９ｃ 給電子の摺動傾斜面（ボディ摺接部）
２７ コイルスプリング（押圧手段）

Claims (4)

1. ボディ内に設けたワイヤ挿入孔に溶接ワイヤを移動可能に挿入し、この溶接ワイヤに給電する給電子を前記ボディ内に備えた溶接給電用コンタクトチップにおいて、前記給電子を、前記溶接ワイヤの周囲に沿って複数設けるとともに、前記ボディ内面に、前記溶接ワイヤの移動方向前方側ほど溶接ワイヤに近付くよう傾斜する傾斜ガイド部を設け、前記複数の給電子は、前記傾斜ガイド部に摺接するボディ摺接部を備えて前記溶接ワイヤの移動方向に沿って個別に移動可能としたことを特徴とする溶接給電用コンタクトチップ。
2. 前記各給電子を前記溶接ワイヤの移動方向前方側に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の溶接給電用コンタクトチップ。
3. 前記ボディの先端に、前記溶接ワイヤが移動可能に挿入されて該溶接ワイヤの移動方向と交差する方向の位置決めを行う位置決め部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の溶接給電用コンタクトチップ。
4. ボディ内に設けたワイヤ挿入孔に溶接ワイヤを移動可能に挿入し、この溶接ワイヤに給電子により給電する溶接給電用コンタクトチップの給電方法において、前記溶接ワイヤの周囲に沿って複数設けた給電子を、前記溶接ワイヤとの摺動による磨耗に伴って前記溶接ワイヤの移動方向前方に個別に移動させ、この移動の際に、前記複数の給電子は、前記溶接ワイヤの移動方向前方側ほど溶接ワイヤに近付くよう傾斜する前記ボディ内面の傾斜ガイド部に沿って摺接することを特徴とする溶接給電用コンタクトチップの給電方法。

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