JP2017060982A - コンタクトチップ及びレーザ溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト低減を実現しつつ異なる溶接形態に対応できるコンタクトチップ及びレーザ溶接装置を提供する。【解決手段】コンタクトチップ７は、本体部１１と、本体部１１の径方向から見て本体部１１の中心軸Ｃを挟んだ一方側に位置する第１先端面２１、及び径方向から見て中心軸Ｃを挟んだ他方側に位置する第２先端面２３を有する先端部１２と、先端部１２に対して着脱自在に取り付けられる取付部１３と、を備える。第１先端面２１と中心軸Ｃとがなす第１角度θ１と、第２先端面２３と中心軸Ｃとがなす第２角度θ２との和は直角であり、取付部１３は、第２先端面２３に当接する当接面３１と、当接面３１が第２先端面２３に当接したときに第１先端面２１を延長する延長面３２と、当接面３１が第２先端面２３に当接したときに第２先端面２３に対して略平行に延在する平行面３３とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、コンタクトチップ及びレーザ溶接装置に関する。

例えば鉄道車両構体の形成の際には、雨などが車両内に入り込まないように水密性が要求されている。水密性を確保するため、近年では、溶接部自体によってワークの水密性を確保可能なレーザ溶接が着目されている。例えば特許文献１に記載の鉄道車両用構体では、外板の端部の外面側に出入口枠の端部を重ね合わせ、出入口枠の端部と外板の主面とをレーザ溶接によって連続溶接している。

特開２００７−１１２３４３号公報

レーザ溶接に用いられる溶接装置としては、例えばレーザ光を出射するトーチ部を備えたレーザ溶接装置がある。このようなレーザ溶接装置では、ワークに対するトーチ部の倣い性を確保するためのコンタクトチップがトーチ部の先端部分に取り付けられる。ワークに当接させたコンタクトチップをガイドとすることで、トーチ部を安定して走査することが可能となり、ワーク上の溶接領域に所望のラインでレーザ溶接部が形成される。

ところで、上述した鉄道車両構体などの形成では、溶接部位によって隅肉溶接や重ね合わせ溶接といった様々な溶接形態で溶接が行われる。溶接形態が変わると、これに応じてコンタクトチップとワークとの当接状態も変える必要があるため、従来では、溶接形態ごとに異なる先端形状のコンタクトチップを用意し、溶接形態が変わる度にコンタクトチップを取り換えていた。また、コンタクトチップの先端は加熱されたワークに当接するので、熱変形等が発生しやすく、予備のコンタクトチップも多数準備しておく必要があった。したがって、コンタクトチップに要するコストも課題となっていた。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、コスト低減を実現しつつ異なる溶接形態に対応できるコンタクトチップ及びこのようなコンタクトチップを用いたレーザ溶接装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るコンタクトチップは、円筒状の本体部と、本体部に連続して設けられ、本体部の径方向から見て本体部の中心軸を挟んだ一方側に位置する第１先端面、及び径方向から見て本体部の中心軸を挟んだ他方側に位置する第２先端面を有する先端部と、先端部に対して着脱自在に取り付けられる取付部と、を備え、第１先端面と中心軸とがなす第１角度と、第２先端面と中心軸とがなす第２角度との和は直角であり、第１角度及び第２角度は鋭角であり、取付部は、第２先端面に当接する当接面と、当接面が第２先端面に当接したときに第１先端面を延長する延長面と、当接面が第２先端面に当接したときに延長面の先端側から第２先端面に対して略平行に延在する平行面とを有する。

このコンタクトチップでは、取付部を先端部に装着しない状態においては、中心軸の一方側に位置する第１先端面をワークへの倣い面とし、かつ中心軸の他方側に位置すると共に第１先端面に直交する第２先端面を本体部の支持面とする第１の当接状態とすることができる。また、取付部が先端部に装着された状態においては、第１先端面及び延長面をワークへの倣い面とし、かつ第２先端面に略平行に延在する平行面を本体部の支持面とする第２の当接状態とすることができる。したがって、取付部を先端部から着脱することによって、本体部を取り換えることなく当接状態を容易に変更し、異なる溶接形態においてトーチ部をガイドすることが可能となる。さらにこのコンタクトチップでは、取付部に熱変形等が生じた場合には、取付部のみを交換すればよく、本体部自体を交換する必要がない。したがって、コンタクトチップを全て交換する場合に比べてコスト低減が実現できる。

また、当接面には、突起が設けられており、第２先端面には、突起が差し込まれる穴が設けられてもよい。この場合、突起及び穴によって先端部に対する取付部の取付位置が位置決めされるので、取付部を先端部に容易に着脱できる。

また、先端部には、径方向から見て第２先端面と略平行な方向に延在する溝が設けられており、取付部には、溝に入り込む爪部が設けられてもよい。この場合、溝及び爪部によって先端部に対する取付部の取付位置が位置決めされるので、取付部を先端部に容易に着脱できる。

また、取付部は、磁力によって先端部に対して着脱自在に取り付けられてもよい。この場合、先端部に対する取付部の取付位置を容易に調整できると共に、取付部を先端部に容易に着脱できる。

また、先端部は、第１先端面と連続して設けられ、本体部の内部空間を一方側に位置する周面側に向かって露出させる露出面を更に有してもよい。この場合、溶接時に発生するスラグを本体部の内部空間から好適に排出できる。

また、第１先端面と第２先端面とは、径方向から見て中心軸と重なる位置で連続して設けられてもよい。この場合、コンタクトチップの先端位置と中心軸とが一致するので、目視での溶接位置の位置合わせが容易となる。

また、先端部がワークに当接したとき、本体部がワークに対して所定のピッチ角を持って傾斜してもよい。この場合、コンタクトチップを取り付けたトーチ部を走査する際、トーチ部を走査方向側に傾けた状態で先端部（及び取付部）とワークとを当接させることができる。したがって、トーチ部を走査する際の安定性を向上できる。

本発明の一態様に係るレーザ溶接装置は、上記段落のいずれかに記載のコンタクトチップがトーチ部に着脱自在に取り付けられたレーザ溶接装置である。

このレーザ溶接装置が備えるコンタクトチップでは、取付部を先端部に装着しない状態においては、中心軸の一方側に位置する第１先端面をワークへの倣い面とし、かつ中心軸の他方側に位置すると共に第１先端面に直交する第２先端面を本体部の支持面とする第１の当接状態とすることができる。また、取付部が先端部に装着された状態においては、第１先端面及び延長面をワークへの倣い面とし、かつ第２先端面に略平行に延在する平行面を本体部の支持面とする第２の当接状態とすることができる。したがって、取付部を先端部から着脱することによって、本体部を取り換えることなく当接状態を容易に変更し、異なる溶接形態においてトーチ部をガイドすることが可能となる。さらにこのコンタクトチップでは、取付部に熱変形等が生じた場合には、取付部のみを交換すればよく、本体部自体を交換する必要がない。したがって、コンタクトチップを全て交換する場合に比べてコスト低減が実現できる。

本発明によれば、コスト低減を実現しつつ異なる溶接形態に対応できるコンタクトチップ及びこのようなコンタクトチップを用いたレーザ溶接装置を提供できる。

本実施形態に係るレーザ溶接装置を示す概略正面図である。 本実施形態に係るコンタクトチップを示す平面図である。 本実施形態に係るコンタクトチップを径方向から見た図である。 図３の分解図である。 取付部を示す図である。 第１溶接工程を説明するための模式断面図である。 第１溶接工程を説明するための模式平面図である。 第２溶接工程を説明するための模式断面図である。 変形例に係るコンタクトチップを示す図である。 図９の一部を拡大した平面図である。 別の変形例に係るコンタクトチップを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係るレーザ溶接装置を示す概略正面図である。同図に示すように、レーザ溶接装置１は、ワーク同士を所定の溶接予定線に沿ってレーザ溶接する装置として構成されている。レーザ溶接装置１は、いわゆるハンドトーチ型のレーザ溶接装置であり、例えばファイバレーザ発振器を内蔵する箱状の本体２と、本体２から延びる可撓性のケーブル３の先端に設けられたトーチ部４とを備えている。

本体２は、ＣＰＵ、メモリ、通信インタフェイス、ハードディスク等を備えたコンピュータシステムを内蔵し、レーザ発振条件等の制御を行う部分である。本体２の上面側には、ディスプレイ５が設置されている。ディスプレイ５には、レーザ光の出力値やパルス幅などの諸条件の設定値、レーザ発振器の実温度・実出力値などが表示されるようになっている。また、本体２の底面側には、キャスター６が設けられており、レーザ溶接装置１が移動自在となっている。

トーチ部４は、ファイバレーザ発振器からのレーザ光を外部に出射する部分である。トーチ部４は、レーザ溶接を行う作業者が把持しやすい外径の略円筒状をなしている。トーチ部４の周面には、滑り止めや保護ガラスなどが設けられている。トーチ部４の先端には、コンタクトチップ７が着脱自在に取り付けられる。コンタクトチップ７は、中空の筒状部材であり、トーチ部４を通ったレーザ光は、コンタクトチップ７の先端から外部に出射する。なお、コンタクトチップ７の詳細な説明は後述する。

レーザ溶接装置１には、保護メガネ（不図示）が付属している。保護メガネの左右のレンズには、トーチ部４から出射するレーザ光に対応する波長の光をカットする機能が付加されている。このような保護メガネを装着することにより、レーザ溶接の際にレーザ光（若しくはその反射光）が作業者の目に直接入射してしまうことを防止でき、レーザ溶接時における作業者の安全性の向上が図られる。また、レーザ溶接装置１には、インターロック機構のためのアースが設けられている。

図２は、本実施形態に係るコンタクトチップを示す平面図であり、図３は、本実施形態に係るコンタクトチップを径方向から見た図であり、図４は、図２の分解図である。図２〜図４に示されるコンタクトチップ７は、例えば導電性材料によって形成され、中空の円筒状をなしている。コンタクトチップ７を形成する導電性材料は、ワークに傷を発生させない観点から、ワークの形成材料よりも硬度が低い材料であることが好適である。例えばワークがステンレス鋼板である場合、コンタクトチップ７を形成する導電性材料としては、例えば銅、銅合金、導電性カーボンなどが挙げられる。また、コンタクトチップ７は、トーチ部４の先端に取り付けられた状態において、コンタクトチップ７の中心軸Ｃとレーザ溶接装置１の本体２から導光されるレーザ光の光軸とが略一致するように設計されている。コンタクトチップ７の軸方向に沿った長さは例えば２９ｍｍ以上３１ｍｍ以下であり、コンタクトチップの直径は例えば６ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

コンタクトチップ７は、円筒状の本体部１１と、本体部１１に連続して設けられる先端部１２と、先端部１２に対して着脱可能に取り付けられる取付部１３とを備える。本体部１１は、レーザ溶接装置１のトーチ部４に取り付けられる部分である。以下では、本体部１１の軸方向を本体部１１の長手方向とし、トーチ部４への取り付け側を基端側、その反対側を先端側とする。

先端部１２は、コンタクトチップ７においてワーク等に当接し得る部分であり、本体部１１の先端側を切り欠いて設けられることにより本体部１１に対して先細った形状を有する。先端部１２は、本体部１１の径方向から見て、中心軸Ｃの一方側に位置する第１先端面２１及び露出面２２と、中心軸Ｃの他方側に位置する第２先端面２３とを有する。図３では、先端部１２を軸方向から見た場合、第１先端面２１及び露出面２２は先端部１２の上側に設けられており、第２先端面２３は先端部１２の下側に設けられている。以下では、本体部１１において中心軸Ｃの一方側に位置する周面を周面１１ａとし、中心軸Ｃの他方側に位置する周面を周面１１ｂとする。

第１先端面２１は、本体部１１の周面１１ａ側を切り欠くことによって形成された一対の面２１ａ，２１ｂから構成されており、露出面２２よりも先端側に位置している。第１先端面２１は、径方向から見て中心軸Ｃから周面１１ａ側に向かって延在しており、第１先端面２１と中心軸Ｃとがなす第１角度θ１は直角以下となっている。第１角度θ１は、例えば３０°以上７０°以下の鋭角であり、本実施形態では４５°である。

第１先端面２１を構成する面２１ａ，２１ｂは互いに平行に延在しており、面２１ａが面２１ｂよりも先端側に位置している。図２に示されるように、面２１ａは先端部１２の外周面から内周面に向かって基端側に延在し、面２１ｂは先端部１２の外周面から内周面に向かって先端側に延在している。このため、第１先端面２１は、中心軸Ｃに対して本体部１１の基端側から先端側に傾斜しており、例えば第１先端面２１の面２１ａ，２１ｂの両方が同一の平坦面に面接触した場合、本体部１１が当該平坦面に対して所定のピッチ角を持って傾斜する。したがって、面２１ａ，２１ｂの両方が同一の平坦面に面接触した場合、中心軸Ｃと当該平坦面とは直交しないこととなり、本体部１１は、面２１ｂ側に向かって傾斜する。なお、上記ピッチ角は、例えば３０°以上７５°以下に設定されている。

露出面２２は、本体部１１の内部空間を露出させるための面である。露出面２２は、本体部１１の周面１１ａ側を切り欠くことによって形成された一対の面２２ａ，２２ｂから構成されている。径方向から見て、露出面２２は、第１先端面２１（具体的には、第１先端面２１の本体部１１側の端）から基端側に向かって軸方向に沿って連続して延在する。このとき、第１先端面２１と露出面２２とがなす角度が鈍角になるように、露出面２２は第１先端面２１に連続している。露出面２２と周面１１ａとは、本体部１１の周面１１ａ側を切り欠くことによって形成された接続面２４を介して連続している。接続面２４は、第１先端面２１と平行になるように中心軸Ｃに対して本体部１１の基端側から先端側に傾斜している。

露出面２２を構成する面２２ａ，２２ｂは互いに平行に延在する略平行四辺形状を有し、面２２ａが面２２ｂよりも先端側に位置している。露出面２２の面２２ａは第１先端面２１の面２１ａに連続して延在しており、同様に、面２２ｂは面２１ｂに連続して延在している。したがって、面２２ａと面２１ａとがなす角部２５は、面２２ｂと面２１ｂとがなす角部２６よりも先端側に位置する。面２２ａ，２２ｂの間には開口２２ｃが設けられており、この開口２２ｃによって本体部１１の内部空間が長手方向に沿って周面１１ａに露出している。

第２先端面２３は、本体部１１の周面１１ｂ側を切り欠くことによって形成された略Ｕ字形状の面であり、後述する複数の突起３１ａを収容するための複数の穴２３ａが設けられている。径方向から見て、第２先端面２３は、中心軸Ｃから周面１１ｂ側に向かって延在している。これにより、第２先端面２３と第１先端面２１とは、径方向から見て中心軸Ｃと重なる位置で連続しており、第２先端面２３と面２１ａとによって角部２８がなされると共に第２先端面２３と面２１ｂとによって角部２９がなされる。上述したように面２１ａが面２１ｂよりも先端側に位置しているので、角部２８は角部２９よりも先端側に位置する。なお、角部２８，２９は、コンタクトチップ７における先端に位置している。

第２先端面２３と中心軸Ｃとがなす第２角度θ２は直角以下となっている。第２角度θ２は、例えば２０°以上６０°以下の鋭角であり、第２角度θ２と第１角度θ１との和は直角となっている。したがって、第２角度θ２は４５°になっており、第２先端面２３と第１先端面２１とは互いに直交している。なお、第２角度θ２は、第１角度θ１と異なってもよい。

取付部１３は、先端部１２に取り付けられることにより、先端部１２の代わりにワーク等に当接する部分である。したがって、取付部１３は、コンタクトチップ７における延長部材とも言える。取付部１３は、径方向から見て略台形状となっており、第２先端面２３に当接する当接面３１と、当接面３１が第２先端面２３に当接したときに第１先端面２１を延長する延長面３２と、当接面３１が第２先端面２３に当接したときに延長面３２の先端側から第２先端面２３に対して略平行に延在する平行面３３とを有する。取付部１３における当接面３１、延長面３２、及び平行面３３を結ぶ外周面１３ａは、取付部１３が先端部１２に取り付けられたときに周面１１ｂを延長する面になっている。

当接面３１は、第２先端面２３と隙間なく当接する面であり、第２先端面２３と略同一形状（すなわち、略Ｕ字形状）を有している。当接面３１には、図５に示されるように略円柱状の複数の突起３１ａが設けられている。本実施形態では、当接面３１に合計３つの突起３１ａが設けられており、具体的には、延長面３２側に位置する両端部に一つの突起３１ａがそれぞれ設けられており、周面１１ｂ側に位置する中央部に一つの突起３１ａが設けられている。また図４に示されるように、これらの３つの突起３１ａは、第２先端面２３に設けられる穴２３ａにそれぞれ差し込まれる。突起３１ａは、対応する穴２３ａの表面に密着して嵌合してもよいし、当該表面に密着しなくてもよい。

延長面３２は、取付部１３が先端部１２に取り付けられたときにワーク等に当接する面であり、一対の面３２ａ，３２ｂから構成されている。面３２ａは、当接面３１のうち角部２８と接する端から連続して設けられており、面３２ｂは、当接面３１のうち角部２９と接する端から連続して設けられている。また、面３２ａ，３２ｂは、当接面３１に対して直交するように延在している。したがって、取付部１３が先端部１２に取り付けられたとき、延長面３２は第１先端面２１と平行に延在しており、面３２ａは第１先端面２１の面２１ａに隙間なく連続し、面３２ｂは面２１ｂに隙間なく連続する。

平行面３３は、取付部１３が先端部１２に取り付けられたときにワーク等に当接する面であり、当接面３１と相似している。すなわち、平行面３３は、当接面３１を縮小した略Ｕ字形状を有している。平行面３３は、延長面３２における先端側の端から連続して設けられている。また、平行面３３は、延長面３２に対して直交するように延在している。このため、平行面３３と当接面３１とは、互いに平行して延在する面になっている。

次に、図６〜図８を用いながら本実施形態に係るレーザ溶接装置１を用いたワークの溶接工程の例について説明する。以下では、ワークである鉄道車両構体用のステンレス鋼板を作業者が手動にて溶接する第１溶接工程及び第２溶接工程について説明する。第１溶接工程においては重ね合わせたステンレス鋼板の隅肉溶接を説明し、第２溶接工程においてはステンレス鋼板の重ね合わせ部分の端面溶接を説明する。なお、ワークであるステンレス鋼板は、それぞれ１．２ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚さを有する矩形状の合金板であり、互いの厚さは等しくてもよく、異なってもよい。

第１溶接工程では、準備工程、当接工程、及び溶接工程が順番に行われる。第１溶接工程では、図６に示されるように、準備工程としてワーク４１であるステンレス鋼板４２，４３を順番に積層する。このとき、ステンレス鋼板４３の端面４３ａがステンレス鋼板４２の主面４２ａ上に位置するように、ステンレス鋼板４２，４３を互いに重ね合わせる。また、準備工程では、上述したコンタクトチップ７の本体部１１をトーチ部４に取り付ける。第１溶接工程においては、コンタクトチップ７の先端部１２には取付部１３を取り付けない。

次に、当接工程として、トーチ部４を把持した作業者がコンタクトチップ７をワーク４１及び基台Ｓに当接させる。具体的には図６に示されるように、先端部１２の第１先端面２１を端面４３ａに面接触させてワーク４１への倣い面とすると共に、第２先端面２３を主面４２ａに面接触させて本体部１１及び先端部１２の支持面とする状態（第１当接状態）になるように、コンタクトチップ７をワーク４１に突き当てる。このとき、主面４２ａと端面４３ａの交点Ｐ１に角部２８，２９が当接するので、中心軸Ｃが交点Ｐ１に交差する。

上述したように、第１角度θ１及び第２角度θ２は４５°となっていることから、コンタクトチップ７は、主面４２ａと端面４３ａとに対してヨー角を持って傾斜している。加えて、第１先端面２１が中心軸Ｃに対して本体部１１の基端側から先端側に傾斜しているので、図７に示されるように、本体部１１が主面４２ａ及び端面４３ａに対してピッチ角を持って傾斜している。

次に、溶接工程として、トーチ部４からコンタクトチップ７の内部空間にレーザ光を照射させる。このレーザ光の光軸は中心軸Ｃと略一致しているので、レーザ光は上記内部空間を通過して交点Ｐ１又はその周辺に照射され、ワーク４１にレーザ溶接部Ｗ１が形成される。そして図７に示されるように、ワーク４１に当接させたコンタクトチップ７をガイドとし、作業者が走査方向Ｄ１に沿ってトーチ部４を手動にて走査させることによって、レーザ溶接部Ｗ１が線状に形成される。これにより、ステンレス鋼板４２の主面４２ａとステンレス鋼板４３の端面４３ａとが水密性よく強固に溶接される。なお、走査方向Ｄ１は、本体部１１が主面４２ａ及び端面４３ａに対して傾く側の方向とすることにより、作業者が把持したトーチ部４を走査させやすくなっている。

第１溶接工程においては、露出面２２はワーク４１に接していない。このため、コンタクトチップ７の内部空間は、露出面２２の開口２２ｃを介して周面１１ａに露出している。したがって、溶接工程においてワーク４１から発生するスラグが開口２２ｃを介して外部に排出される。

次に第２溶接工程について説明する。第２溶接工程では、第１溶接工程と同様に、準備工程、当接工程、及び溶接工程が順番に行われる。第２溶接工程では、図７に示されるように、準備工程として基台Ｓ上にワーク５１であるステンレス鋼板５２，５３を順番に載置する。このとき、ステンレス鋼板５２の端面５２ａと、ステンレス鋼板５３の端面５３ａとが面一になるように、ステンレス鋼板５２，５３を重ね合わせる。また、トーチ部４に取り付けられているコンタクトチップ７の先端部１２に対して、取付部１３を装着する。具体的には、取付部１３の突起３１ａを先端部１２に設けられた穴２４ｄ内に差し込むことにより、取付部１３を先端部１２に装着する。このとき、第１先端面２１と延長面３２とが互いに揃うように取付部１３の取付位置を調整する。第２溶接工程にて先端部１２に装着される取付部１３として、延長面３２と平行面３３との距離がステンレス鋼板５２の厚さと略一致するものを用いる。なお、コンタクトチップ７は、第１溶接工程で用いられたものと同一形状を有している。

次に、当接工程として、トーチ部４を把持した作業者がコンタクトチップ７をワーク５１及び基台Ｓに当接させる。具体的には図８に示されるように、先端部１２の第１先端面２１及び取付部１３の延長面３２を端面５３ａに面接触させてワーク４１への倣い面とすると共に、取付部１３の平行面３３を基台Ｓに面接触させて本体部１１及び先端部１２の支持面とする状態（第２当接状態）になるように、コンタクトチップ７をワーク５１及び基台Ｓに当接させる。このとき、コンタクトチップ７に取付部１３が取り付けられているので、端面５２ａ，５３ａの交点Ｐ２に角部２８，２９が当接し、ワーク５１の溶接部位が第１溶接工程よりも高い位置となる。なお、第２当接状態の本体部１１は、第１当接状態の場合と同様に、基台Ｓ及びワーク５１に対してヨー角及びピッチ角を持って傾斜している。

次に、溶接工程として、トーチ部４からコンタクトチップ７の内部空間にレーザ光を照射させる。レーザ光が交点Ｐ２又はその周辺に照射されることにより、ワーク５１にレーザ溶接部Ｗ２が形成される。そして、第１溶接工程と同様にして、ワーク４１に当接させたコンタクトチップ７をガイドとし、作業者がトーチ部４を手動にて走査させることによって、レーザ溶接部Ｗ２が線状に形成される。これにより、ステンレス鋼板５２，５３の端面５２ａ，５３ａが水密性よく強固に溶接される。なお、第２溶接工程においても、第１溶接工程と同様に露出面２２はワーク５１及び基台Ｓに接していないので、コンタクトチップ７の内部空間は、露出面２２の開口２２ｃを介して周面１１ａに露出する。したがって、溶接工程においてワーク５１から発生するスラグが開口２２ｃを介して外部に排出される。

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ溶接装置１に取り付けられるコンタクトチップ７によれば、取付部１３を先端部１２に装着しない状態においては、中心軸Ｃの一方側に位置する第１先端面２１をワーク４１への倣い面とし、かつ中心軸Ｃの他方側に位置すると共に第１先端面２１に直交する第２先端面２３を本体部１１の支持面とする第１の当接状態とすることができる。また、取付部１３が先端部１２に装着された状態においては、第１先端面２１及び延長面３２をワーク５１への倣い面とし、かつ第２先端面２３に略平行に延在する平行面３３を本体部１１の支持面とする第２の当接状態とすることができる。したがって、取付部１３を先端部１２から着脱することによって、本体部１１を取り換えることなく当接状態を容易に変更し、異なる溶接形態においてトーチ部４をガイドすることが可能となる。さらにこのコンタクトチップ７では、取付部１３に熱変形等が生じた場合には、取付部１３のみを交換すればよく、本体部１１自体を交換する必要がない。したがって、コンタクトチップ７を全て交換する場合に比べてコスト低減が実現できる。

また、当接面３１には、突起３１ａが設けられており、第２先端面２３には、突起３１ａが差し込まれる穴２３ａが設けられてもよい。この場合、突起３１ａ及び穴２３ａによって先端部１２に対する取付部１３の取付位置が位置決めされるので、取付部１３を先端部１２に容易に着脱できる。

また、先端部１２は、第１先端面２１と連続して設けられ、本体部１１の内部空間を一方側に位置する周面１１ａ側に向かって露出させる露出面２２を更に有してもよい。この場合、溶接時に発生するスラグを本体部１１の内部空間から好適に排出できる。

また、第１先端面２１と第２先端面２３とは、径方向から見て中心軸Ｃと重なる位置で連続して設けられてもよい。この場合、コンタクトチップ７の先端位置と中心軸Ｃとが一致するので、目視での溶接位置の位置合わせが容易となる。

また、先端部１２がワークに当接したとき、本体部１１がワークに対して所定のピッチ角を持って傾斜してもよい。この場合、コンタクトチップ７を取り付けたトーチ部４を走査する際、トーチ部４を走査方向Ｄ１側に傾けた状態で先端部１２（及び取付部１３）とワークとを当接させることができる。したがって、トーチ部４を走査する際の安定性を向上できる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

例えば上記実施形態では、第２先端面２３に設けられる穴２３ａに当接面３１に設けられる突起３１ａが差し込まれることによって、取付部１３が先端部１２に取り付けられているが、図９及び図１０に示されるように、径方向から見て第２先端面２３と略平行な方向に延在する一対の溝６１が先端部１２の外周面に設けられ、溝６１に入り込む一対の爪部７１が取付部１３に設けられてもよい。図９及び図１０に示す例では、先端部１２における溝６１は、その幅分だけ第２先端面２３よりも基端側にそれぞれ設けられている。また、爪部７１は、それぞれ当接面３１の縁に設けられており、溝６１の幅と同じ厚さを有する第１部分７２と、第１部分７２上にて溝６１に嵌合するように内向きに突出する第２部分７３とを有している。径方向から見た第２部分７３は、第１部分７２の両側より突出している。

本変形例では、第１先端面２１側から周面１１ｂ側に向かって取付部１３をスライド移動させ、第１先端面２１と延長面３２とが面一になるまで第２部分７３を溝６１に差し込むことで、取付部１３が先端部１２に装着される。また、先端部１２に装着された取付部１３を周面１１ｂ側から第１先端面２１側に向かってスライド移動させることで、取付部１３が先端部１２から取り外される。本変形例であっても、先端部１２に対する取付部１３の取付位置が位置決めされるので、取付部１３を先端部１２に容易に着脱できる。なお、爪部７１は必ずしも当接面３１に設けられなくてもよく、例えば外周面１３ａに設けられてもよい。

また、別の変形例として、先端部１２及び取付部１３には突起、穴、溝、及び爪部が設けられておらず、取付部１３は、磁力によって先端部１２に対して着脱自在に取り付けられてもよい。図１１に示す例では、取付部１３における当接面３１の表面全体に薄膜状の磁石８１が設けられている。この場合、先端部１２には磁石８１に引き寄せられる材料（例えば、鉄又は鉄系遷移金属を含む強磁性体）、又は磁石が含まれる。

本変形例では、このような取付部１３を先端部１２に近づけることによって、取付部１３を先端部１２に装着する。このとき、例えば手動にて第１先端面２１と延長面３２とが面一になるまで取付部１３の取付位置を調整する。また、取付部１３を先端部１２から遠ざけるように力を加えることによって、取付部１３を取り外せる。本変形例の場合、取付部１３を先端部１２に容易に着脱できることに加えて、先端部１２に対する取付部１３の取付位置を容易に調整できる。

なお、当接面３１の表面に磁石８１は必ずしも設けられなくてもよく、例えば磁石となる材料が先端部１２及び取付部１３に含まれてもよい。もしくは、磁石となる材料が先端部１２及び取付部１３の一方に含まれ、磁石に引き寄せられる材料が先端部１２及び取付部１３の他方に含まれてもよい。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、第１先端面２１と露出面２２とがなす角度は直角となっているが、これに限らなくてもよい。また、上記実施形態において接続面２７は中心軸Ｃに対して本体部１１の基端側から先端側に傾斜しているが、傾斜していなくてもよい。

また、上記実施形態では第１先端面２１と第２先端面２３とは、径方向から見て中心軸Ｃと重なる位置で連続しているが、これに限定されない。例えば、径方向から見て中心軸Ｃは第１先端面２１又は第２先端面２３に交差してもよい。

また、上記実施形態では、第１溶接工程及び第２溶接工程において作業者がトーチ部４を把持してレーザ溶接を施しているが、機械がトーチ部４を把持してもよい。この場合、作業者の操作によってレーザ溶接を施してもよいし、機械が自動でレーザ溶接を施してもよい。

１…レーザ溶接装置、４…トーチ部、１１…本体部、１１ａ，１１ｂ…周面、１２…先端部、１３…取付部、２１…第１先端面、２２…露出面、２３…第２先端面、２３ａ…穴、２５，２６，２８，２９…角部、３１…当接面、３１ａ…突起、３２…延長面、３３…平行面、４１，５１…ワーク、６１…溝、７１…爪部、Ｃ…中心軸、θ１…第１角度、θ２…第２角度。

Claims (8)

1. 円筒状の本体部と、
   前記本体部に連続して設けられ、前記本体部の径方向から見て前記本体部の中心軸を挟んだ一方側に位置する第１先端面、及び前記径方向から見て前記本体部の中心軸を挟んだ他方側に位置する第２先端面を有する先端部と、
   前記先端部に対して着脱自在に取り付けられる取付部と、を備え、
   前記第１先端面と前記中心軸とがなす第１角度と、前記第２先端面と前記中心軸とがなす第２角度との和は直角であり、前記第１角度及び前記第２角度は鋭角であり、
   前記取付部は、前記第２先端面に当接する当接面と、前記当接面が前記第２先端面に当接したときに前記第１先端面を延長する延長面と、前記当接面が前記第２先端面に当接したときに前記延長面の先端側から前記第２先端面に対して略平行に延在する平行面とを有する、
   コンタクトチップ。
2. 前記当接面には、突起が設けられており、
   前記第２先端面には、前記突起が差し込まれる穴が設けられる、請求項１記載のコンタクトチップ。
3. 前記先端部には、前記径方向から見て前記第２先端面と略平行な方向に延在する溝が設けられており、
   前記取付部には、前記溝に入り込む爪部が設けられる、請求項１記載のコンタクトチップ。
4. 取付部は、磁力によって前記先端部に対して着脱自在に取り付けられる、請求項１〜３のいずれか一項記載のコンタクトチップ。
5. 前記先端部は、前記第１先端面に連続して設けられ、前記本体部の内部空間を前記一方側に位置する周面側に向かって露出させる露出面を更に有する、請求項１〜４のいずれか一項記載のコンタクトチップ。
6. 前記第１先端面と前記第２先端面とは、径方向から見て前記中心軸と重なる位置で連続して設けられる、請求項１〜５のいずれか一項記載のコンタクトチップ。
7. 前記先端部がワークに当接したとき、前記本体部が前記ワークに対して所定のピッチ角を持って傾斜する、請求項１〜６のいずれか一項記載のコンタクトチップ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項記載のコンタクトチップがトーチ部に着脱自在に取り付けられた、レーザ溶接装置。

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