JP2012240049A - 溶接トーチ - Google Patents

Abstract

【課題】溶接トーチにおいて、先端側から見て回転することがないように電極棒を固定し、かつ、安価に製造する。
【解決手段】電極棒２が断面円形の丸棒から形成され、電極棒２の一部が切削されて形成された加工部位２ａと当該加工部位２ａに当接する絶縁材３の当接部位３ａとからなる電極棒回転防止機構１０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接トーチに関するものである。

例えば、特許文献１には、ＴＩＧ溶接において高速溶接を実現できる多電極方式の溶接トーチが開示されている。
この多電極方式の溶接トーチは、特許文献１に示すように、絶縁材を挟んで対向配置される一対の電極棒と、これらの電極棒を固定するコレット等の囲繞体とを備えて構成されている。
そして、特許文献１においては、より狭い開先の溶接を行うために、電極棒を薄い板状とすると共に、電極棒の先端を尖らせた形状を採用している。

特開２０００−９４１３７号公報

特許文献１では、電極棒を薄い板状とすると共に電極棒の先端を尖らせた形状を採用していることから、狭い開先の溶接を行える点で非常にメリットが高いものである。
ところが、電極棒は、タングステン材料で形成されていることから、加工が難しく、薄い板状とすることが困難である。このため、電極棒の製造コストが増大してしまう。
よって、より安価な電極棒が使用できる多電極方式の溶接トーチを製造することが望まれる。

また、安価な電極棒が使用できる多電極方式の溶接トーチを製造することに加えて、安定した溶接を行うためには、電極棒を先端側から見て回転しないように固定することが望ましい。なお、特許文献１の多電極様式の溶接トーチは、電極棒が板形状であるため、当該電極棒が先端側から見て回転することはない。
そこで、安価な電極棒が使用できる多電極方式の溶接トーチを製造する場合であっても、電極棒が先端側から見て回転することがないように固定されるように考慮する必要がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電極棒が先端側から見て回転することがないように固定されており、かつ、安価な電極棒が使用できる溶接トーチを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、絶縁材を挟んで配置される一対の電極棒と、当該電極棒の先端側から見て上記電極棒を囲繞する囲繞体とを備える溶接トーチであって、上記電極棒が断面円形の丸棒から形成され、上記電極棒の一部が切削されて形成された加工部位と当該加工部位に当接する上記絶縁材あるいは上記囲繞体の当接部位とからなる電極棒回転防止機構を備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記加工部位が、上記電極棒の一部を当該電極棒の軸と平行な面で切断することによって得られる第１平面部位であり、上記当接部位が、上記電極棒の加工部位と面接触する第２平面部位であるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記加工部位が、上記電極棒の一部に設けられた溝部位であり、上記当接部位が、上記溝部位に嵌合される突起部位であるという構成を採用する。

本発明によれば、電極棒が断面円形の丸棒から形成されている。タングステン材料からなる断面円形の丸棒は、一般的にも販売されている部材であり、製造技術が確立されていることから安価に製造することができる。

また、本発明によれば、電極棒の一部が切削されて形成された加工部位と当該加工部位に当接する絶縁材あるいは囲繞体の当接部位とからなる電極棒回転防止機構によって、電極棒の先端側から見た場合の回転が防止される。
なお、電極棒回転防止機構を形成するために必要とされる電極棒に対する加工は、一部分に対する加工である。このため、当該加工による製造コストの上昇は、板状の電極棒を製造する場合と比べれば僅かである。

したがって、本発明によれば、電極棒が先端側から見て回転することがないように固定することができ、かつ、安価な電極棒が使用することができる。

本発明の一実施形態における溶接トーチの概略構成図である。 本発明の一実施形態における溶接トーチの変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る溶接トーチの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさにするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（本実施形態の溶接トーチ１の構成）
図１は、ＴＩＧ溶接に用いられる本実施形態の溶接トーチ１の概略構成図である。なお、図１において、（ａ）が中心軸Ｌ方向に沿った面での断面図であり、（ｂ）が（ａ）のＮ−Ｎ断面図である。

そして、図１（ａ）に示すように溶接トーチ１は、電極棒２と、絶縁材３と、コレット４と、ケーシング５と、ガス供給部６とを備えている。

電極棒２は、不図示の電源装置から電流が供給されると共に、溶接材料との間にアークを発生させるものである。
この電極棒２は、本実施形態の溶接トーチ１では、絶縁材３を挟んで２つが対向配置されている。つまり、本実施形態の溶接トーチ１は、絶縁材３を挟んで配置される一対の電極棒２を備えている。

電極棒２は、図１（ｂ）に示すように、タングステン材料からなる断面円形の丸棒から形成されている。
そして、電極棒２の先端側は、図１（ａ）に示すように、尖っており、その最先端が中心軸Ｌ側に偏って配置されている。

また、電極棒２は、図１（ｂ）に示すように、先端側から見て周縁の一部が、電極棒２の軸と平行な面で切断されるように切削されている。この結果、電極棒２は、切削によって形成された加工部位として平面部位２ａ（第１平面部位）を備えている。
そして、電極棒２は、平面部位２ａを絶縁材３側に向け、平面部位２ａが絶縁材３と接触するように配置されている。

絶縁材３は、２つの電極棒２の間に挟まれて配置されており、電極棒２同士が接触して短絡することを防止するものである。
図１（ｂ）に示すように、絶縁材３は、断面がＩ型となるように形状設定されている。
そして、絶縁材３は、電極棒２の平面部位２ａに当接する当接部位が、電極棒２の平面部位２ａと面接触する平面部位３ａ（第２平面部位）とされている。

コレット４は、電極棒２の先端側から見て電極棒２の外側に配置されており、電極棒２を固定するものである。

ケーシング５は、コレット４及び当該コレット４が外側に配置されていない電極棒２の一部を囲繞するものであり、コレット４の外周面に当接することによってコレット４を固定している。

ガス供給部６は、溶接トーチ１の先端側に配置されており、電極棒２の先端に向け、アークを形成するためのガスを供給するためのものである。

また、本実施形態の溶接トーチ１は、図１（ａ）に示すように、電極棒２を囲繞するスリーブ７を備えている。

そして、上述のような構成を有する本実施形態の溶接トーチ１においては、上述の電極棒２の平面部位２ａと絶縁材３の平面部位３ａとによって電極棒回転防止機構１０が形成されている。
つまり、電極棒回転防止機構１０は、電極棒２の一部が切削されて形成された加工部位（平面部位２ａ）と当該加工部位に当接する絶縁材３の当接部位（平面部位３ａ）とからなる。
なお、このような電極棒回転防止機構１０においては、電極棒２の平面部位２ａと絶縁材３の平面部位３ａとが面接触していることから、電極棒２が回転しようとした際に、電極棒２が絶縁材３に対して回転方向に滑ることが防止され、これによって電極棒２の回転が防止される。

（本実施形態の溶接トーチ１の作用及び効果）
本実施形態の溶接トーチ１によれば、電極棒２が断面円形の丸棒から形成されている。つまり、本実施形態において電極棒２は、製造技術が確立されていることから安価に製造することができるタングステン材料からなる断面円形の丸棒から形成されている。

また、本実施形態の溶接トーチ１によれば、電極棒２の一部が切削されて形成された平面部位２ａと当該平面部位２ａに当接する絶縁材３の平面部位３ａとからなる電極棒回転防止機構１０によって、電極棒２の先端側から見た場合の回転が防止される。

なお、電極棒回転防止機構１０を形成するために必要とされる電極棒２に対する加工は、一部分に対する加工である。このため、当該加工による製造コストの上昇は、板状の電極棒を製造する場合と比べれば僅かである。
特に、本実施形態の溶接トーチ１において平面部位２ａは、電極棒２の周縁を当該電極棒２の軸と平行な面で切断することによって得られる。このため、簡素なすなわち安価な加工で電極棒回転防止機構１０を形成することができる。

このように、本実施形態の溶接トーチ１によれば、電極棒２が先端側から見て回転することがないように固定することができ、かつ、安価な電極棒が使用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、電極棒回転防止機構１０が、電極棒２の平面部位２ａと絶縁材３の平面部位３ａとによって形成されている構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、電極棒回転防止機構１０が、他の形態を採ることも可能である。

以下、電極棒回転防止機構１０の変形例について、図２を参照して説明する。
図２（ａ）においては、電極棒回転防止機構１０Ａが、電極棒２の一部に設けられた溝部位２ｂと、絶縁材３に設けられると共に電極棒２の溝部位２ｂに嵌合する突起部位３ｂとによって構成されている。
つまり、図２（ａ）に示す変形例は、本発明における電極棒の加工部位が電極棒２の溝部位２ｂとされ、絶縁材の当接部位が突起部位３ｂとされた構成を有している。
このような電極棒回転防止機構１０Ａによれば、電極棒２の溝部位２ｂと絶縁材３の突起部位３ｂとが嵌合していることから、電極棒２が回転しようとした際に、電極棒２が絶縁材３に対して回転方向に滑ることが防止され、これによって電極棒２の回転を防止することができる。

図２（ｂ）においては、電極棒回転防止機構１０Ｂが、電極棒２の一部に設けられた溝部位２ｃと、本発明の囲繞体に相当するスリーブ７に設けられると共に電極棒２の溝部位２ｃに嵌合する突起部位７ａとによって構成されている。
つまり、図２（ｂ）に示す変形例は、本発明における電極棒の加工部位が電極棒２の溝部位２ｃとされ、囲繞体の当接部位がスリーブ７の突起部位７ａとされた構成を有している。
このような電極棒回転防止機構１０Ｂによれば、電極棒２の溝部位２ｃとスリーブ７の突起部位７ａとが嵌合していることから、電極棒２が回転しようとした際に、電極棒２がスリーブ７に対して回転方向に滑ることが防止され、これによって電極棒２の回転を防止することができる。

図２（ｃ）においては、電極棒回転防止機構１０Ｃが、電極棒２の一部に設けられた平面部位２ｄ（第１平面部位）と、本発明の囲繞体に相当するスリーブ７に設けられると共に電極棒２の平面部位２ｄと面接触する平面部位７ｂ（第２平面部位）とによって構成されている。
つまり、図２（ｃ）に示す変形例は、本発明における電極棒の加工部位が電極棒２の平面部位２ｄとされ、囲繞体の当接部位がスリーブ７の平面部位７ｂとされた構成を有している。
このような電極棒回転防止機構１０Ｃによれば、電極棒２の平面部位２ｄとスリーブ７の平面部位７ｂとが面接触していることから、電極棒２が回転しようとした際に、電極棒２がスリーブ７に対して回転方向に滑ることが防止され、これによって電極棒２の回転が防止される。

なお、上記実施形態の溶接トーチ１においては、電極棒回転防止機構１０が電極棒２ごとに１つのみ設けられた構成を採用している。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、コレット４やケーシング５を本発明の囲繞体として捉え、コレット４やケーシング５と電極棒２との当接領域に１つ電極棒回転防止機構を形成することによって、複数の電極棒回転防止機構を備える構成を採用することも可能である。

１……溶接トーチ、２……電極棒、２ａ……平面部位（加工部位、第１平面部位）、２ｂ……溝部位（加工部位）、２ｃ……溝部位（加工部位）、２ｄ……平面部位（加工部位、第１平面部位）、３……絶縁材、３ａ……平面部位（当接部位、第２平面部位）、３ｂ……突起部位、４……コレット、５……ケーシング（囲繞体）、６……ガス供給部、７……スリーブ（囲繞体）、７ａ……突起部位（当接部位）、７ｂ……平面部位（当接部位、第２平面部位）、１０……電極棒回転防止機構、１０Ａ……電極棒回転防止機構、１０Ｂ……電極棒回転防止機構、１０Ｃ……電極棒回転防止機構、Ｌ……中心軸

Claims (3)

1. 絶縁材を挟んで配置される一対の電極棒と、当該電極棒の先端側から見て前記電極棒を囲繞する囲繞体とを備える溶接トーチであって、
   前記電極棒が断面円形の丸棒から形成され、
   前記電極棒の一部が切削されて形成された加工部位と当該加工部位に当接する前記絶縁材あるいは前記囲繞体の当接部位とからなる電極棒回転防止機構を備える
   ことを特徴とする溶接トーチ。
2. 前記加工部位は、前記電極棒の一部を当該電極棒の軸と平行な面で切断することによって得られる第１平面部位であり、
   前記当接部位は、前記電極棒の加工部位と面接触する第２平面部位である
   ことを特徴とする請求項１記載の溶接トーチ。
3. 前記加工部位は、前記電極棒の一部に設けられた溝部位であり、
   前記当接部位は、前記溝部位に嵌合される突起部位である
   ことを特徴とする請求項１記載の溶接トーチ。

Images