JP2018161686A - 溶接用チップ - Google Patents

Abstract

【課題】溶接用チップの給電点での摩耗と、溶接ワイヤを給電点に押圧する部材の発熱とを抑制する。【解決手段】溶接用チップ１は、軸心にワイヤ挿通穴１２が形成されたチップ本体１ａと、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２の内面に位置する給電点８ｂに押圧する板バネ４と、を備えている。ワイヤ挿通穴１０に溶接ワイヤ６が挿通されるとともに、給電点８ｂから溶接ワイヤ６に給電している。板バネ４は、チップ本体１ａの先端側の一端部が自由端である一方、一端部と反対側に位置する他端部が、チップ本体１ａに固定されている。板バネ４と溶接ワイヤ６との間に両者を電気的に絶縁する絶縁体５が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、消耗電極である溶接ワイヤに給電する溶接用チップに関するものである。

消耗電極式アーク溶接では、ワイヤ送給装置によって溶接ワイヤを溶接トーチに送り、溶接トーチの先端に設けられている溶接用チップであるコンタクトチップから溶接ワイヤに対して溶接機から出力される溶接電流を供給する。

溶接ワイヤを挿通される溶接ワイヤ穴であるワイヤ挿通穴に通してチップ先端部（溶接側）に供給し、アーク溶接を行う。溶接ワイヤがリールに巻かれている仕様の場合には、溶接ワイヤはワイヤの梱包時等の曲がり癖が付いているので、溶接によるチップ摩耗で溶接ワイヤはワイヤ挿通穴で位置決めされず、ワイヤ挿通穴が大きくなりつつ溶接ワイヤと溶接チップ先端部の接触面積が不安定となる。それは、溶接ワイヤとワイヤ挿通穴との間でスパークが発生し、ワイヤ挿通穴の穴表面が粗雑となり、給電率が低下し、バーンバック（電極の爆発音）とスパッタ（電極の飛散膜）が発生しやすくなるためである。同様にワイヤ挿通穴の穴表面が粗雑になると、溶接ワイヤの供給抵抗が大となって供給不足が生じ、溶接不良が発生する。また、チップ先端部が摩耗し、その接触面積が不安定となり早期にチップ交換を行う必要となる欠点があった。

そこで、従来、溶接ワイヤを溶接チップに安定して接触させるための構造がいくつか提案されている。例えば、図７に示す従来の溶接ワイヤ１０５のワイヤ挿通穴が形成された導電体によるコンタクトチップの仕様として、銅又はクローム銅を一体成形して形成した本発明のコンタクトチップを示し、コンタクトチップ１０１はその一端に電極に取付けるための取付け部１０２を備え、その他端には円錐形状の溶接側先端部１０３を設け、取付け部１０２にはネジ山１０４を形成し、コンタクトチップ１０１を電極にネジ結合させるようにしてある。

コンタクトチップ１０１はその内側に長手方向にワイヤ挿通穴１０６を設けている。ワイヤ挿通穴１０６はコンタクトチップ１０１内においては同一径で延伸しているが、溶接ワイヤの入口端付近では溶接ワイヤ１０５を容易にコンタクトチップ１０１内に案内できるように大径の先細状テーパ穴１０７として形成し、溶接ワイヤ１０５の出口端付近では溶接ワイヤ１０５が溶着したとしても容易に溶接ワイヤ１０５を引き離すことができるように末広がり状のテーパ穴１０８として形成してある。

溶接ワイヤ１０５はワイヤ巻取リール１０９に巻かれており、溶接ワイヤ１０５はワイヤ送給モータ１１０により回転駆動されるワイヤ送給ローラ１１１，１１１を通ってワイヤ巻取リール１０９からワイヤ挿通穴１０６に案内され、ワイヤ挿通穴１０６における先細状テーパ穴１０７を至て、末広がり状テーパ穴１０８まで供給されるようになっている。

コンタクトチップ１０１内にはワイヤ挿通穴１０６に沿って開口部１１２を形成し、開口部１１２内には板バネ１１３を備えている。板バネ１１３はその前脚１１４をコンタクトチップ１０１内に埋設し、後脚１１５を開口部１１２に連通した凹部１１６内に挿入し、中央突出部１１７をワイヤ挿通穴１０６内に突出するように開口部１１２内に張設されており、板バネ１１３の中央突出部１１７は溶接ワイヤ１０５をワイヤ挿通穴１０６の穴壁に一定の力で押圧するように付勢されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２には、給電チップに球状部材を設け、溶接ワイヤをチップ本体に押圧する構造が開示されている。図８に示すように、この給電チップ本体２１は、導電性部材から成り、上端部に取付け用ネジ部２１Ａを備え、中心軸部分には溶接ワイヤ１０１を挿通するワイヤ案内孔２１Ｃを備え、また、中央部から下方部分には筒状部２１Ｂを備えている。給電チップ本体２１の筒状部２１Ｂ内には、ワイヤ挿通孔２３の一部を成す同一直径の球状部材２２が、前述した給電チップ本体２１の内壁に当接した状態で複数段（図７では９段）にわたって収納装備されている。この各段の球状部材２２は、同一円周上に所定間隔Ｓを隔てて三個等間隔に配設され、これによって当該球状部材２２部分におけるワイヤ挿通孔２３が形成されている。

ここで、各段の球状部材２２は、給電チップ本体２１の中心軸に沿った方向に隣接する一方の段の各球状部材２２が他方の段の各球状部材２２の相互間に位置するように、各段ごとに所定角度回転した状態（所定角度ずらした状態）で配設されている。これによって、上下方向における各球状部材２２が相互に安定した位置に設定される。図８の場合、一方の段と他方の段とが、相互に６０°回転した状態に配設されている。

符号２４は、上記各球状部材２２の配設位置を固定するための縦連結部材としての位置固定バーを示す。また、上記各球状部材２２は、前部が銅もしくは銅合金によって形成されていてもよいが、一つ置きの段に位置する複数の球状部材をセラミック等の耐熱性及び耐磨耗性に優れた材料により形成してもよい。

符号２５は、給電チップ本体２１の図８における下端部に螺合装備された環状蓋体を示す。また、符号２６は、筒状部２１Ａ内の上端部に配設された環状押圧板を示す。この環状押圧板２６は銅又は銅合金から成り、りん青銅等からなるコイルばね２７によって常時図７の下方に押圧されている。このため、適度の押圧力が前述した各球状部材２２に印加され、給電チップ本体２１と各球状部材２２とが適度に当接され、当該各球状部材２２を介して給電チップ本体２１から溶接ワイヤ１０１に所定の溶接電流が通電されるようになっている。位置固定バー（縦連結部材）２４は、等間隔に六本装備され、それぞれ前述した各球状部材２２の中心部を貫通してこれらと同一円周上に配設されている。そして、この位置固定バー２４は、下端部が環状保持板２４Ａに固定され、上端部が環状押圧板２６の上下動を許容しつつ当該環状押圧板２６を貫通して前述したコイルばね２７が装備された空間内に突設されている。

また、溶接ワイヤに球状部材を押圧することで溶接ワイヤに給電する構造は、特許文献３にも開示されている。特許文献３では、チップ本体の側壁に、周回方向に沿って複数の押え具が嵌め込まれており、押え具は、筒部と筒部の底部に一端が連結されたスプリングとスペーサを介してスプリングの他端に連結された加圧ボールとからなる。加圧ボールが溶接ワイヤを押圧しながら、その周面を回転するため、加圧ボールと溶接ワイヤとの摩擦摺動を低減でき、溶接ワイヤの摩耗による摩耗粉の発生を抑制することができる。また、加圧ボールや筒部を硬化絶縁材料とすることで、電流の流入やスパークの発生等による加圧ボールのダメージを抑制することができる。

特開平１０−３４３４１号公報 特開平１０−００６０１２号公報 特開平１１−１２３５５９号公報

図７に示す従来の溶接用チップとしての消耗電極式アーク溶接用のトーチのコンタクトチップ構造は、溶接ワイヤ１０５が挿通されるワイヤ挿通穴１０６に沿って内側の一部分に開口部１１２を形成し、開口部１１２には溶接ワイヤ１０５をワイヤ挿通穴１０６に押圧させるための板バネ１１３を備えたコンタクトチップ１０１である。溶接ワイヤ１０５に押圧する板バネ１１３に電流が通電することで板バネ１１３の押圧部である中央突出部１１７と溶接ワイヤ１０５との間でスパークが発生しやすいので摩耗が進行しやすく、また発熱することで押圧力が低下するため、チップ寿命が短くなる懸念がある。

また、図８に示す従来の溶接用チップでは、溶接ワイヤ１０１と導電性の球状部材２２との間でアークが発生し、球状部材２２が溶接ワイヤ１０１に溶着するおそれがある。また、溶接ワイヤ１０１と球状部材２２とが接触しても、その際に生じる摩耗粉がワイヤ挿通孔３から落下するように構成されているが、図８に示すように複数の玉状部材２２が多段に配置されている場合は、中段から下段に位置する球状部材２２では摩耗粉が付着しやすい。よって、球状部材２２がセラミック等の絶縁部材の場合でも、摩耗粉を介して環状押圧板２６やコイルばね２７に電流が流れやすくなる。このことにより、これらの部材２６，２７が軟化し、そのばね性が低下して、球状部材２２を安定して溶接ワイヤ１０１に押圧できないおそれがあった。

さらに、特許文献３に開示された従来の溶接用チップでは、発生した摩耗粉等が加圧ボールの表面等に付着あるいは堆積して噛み込み等の詰まり等が生じるおそれがあった。これにより、加圧ボールの摺動性が著しく劣化し、溶接ワイヤとの摺動抵抗が著しく増大するおそれがあった。また、この押え具を用いて、溶接ワイヤの送給方向の複数個所で溶接ワイヤをワイヤ送給孔の内周面に押し付けようとする場合、上流で発生した摩耗粉がさらに、下方の加圧ボールの摺動部に順次溜り、溶接ワイヤの送給に不具合が生じるとともに、複数の給電ポイントのそれぞれにおいて、給電バラツキを生じてしまう。このため、アーク長のバラツキや溶滴移行のバラツキ等の溶接品質に関わる不具合が生じてしまうおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、給電点での摩耗が進行しにくく、また、溶接ワイヤを給電点に押圧する部材での発熱がしにくい構造の給電用チップを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の溶接用チップは、内周面に給電点を有するワイヤ挿通穴が軸心に設けられ、該ワイヤ挿通穴に挿通された溶接ワイヤに前記給電点から給電する溶接用チップであって、前記ワイヤ挿通穴が形成されたチップ本体と、前記溶接ワイヤを前記給電点に押圧する押圧部と、を備え、前記押圧部は、前記チップ本体の先端側に位置する一端部が自由端である一方、前記一端部と反対側に位置する他端部が、前記チップ本体に固定されており、前記押圧部と前記溶接ワイヤとの間に両者を電気的に絶縁する絶縁体が設けられていることを特徴とする。また、本発明の別の溶接用チップは、内周面に給電点を有するワイヤ挿通穴が軸心に設けられ、該ワイヤ挿通穴に挿通された溶接ワイヤに前記給電点から給電する溶接用チップであって、前記ワイヤ挿通穴が形成されたチップ本体と、前記溶接ワイヤを前記給電点に押圧する押圧部と、を備え、前記押圧部は、前記チップ本体の先端側に位置する一端部が自由端である一方、前記一端部と反対側に位置する他端部が、前記チップ本体に固定されており、前記押圧部と前記溶接ワイヤとの間に両者を電気的に絶縁する絶縁体が設けられており、前記ワイヤ挿通穴において、チップ先端よりも２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の位置に、前記給電点が位置するように構成されていることを特徴とする。また、本発明の溶接用チップは、上記に加えて、前記押圧部が板バネである。また、本発明の溶接用チップは、上記に加えて、前記押圧部がコイルバネである。また、本発明の溶接用チップは、上記に加えて、前記絶縁体が、所定の耐熱性を有しており、セラミック、樹脂、または紙素材のいずれかからなるものである。また、本発明の溶接用チップは、上記に加えて、前記溶接ワイヤに当接する前記押圧部の接点の形状が角形または平面形状である。また、本発明の溶接用チップは、上記に加えて、前記チップ本体と別体に、かつ前記チップ本体に対して着脱可能に設けられた給電部材をさらに備え、前記給電部材に前記給電点が設けられたものである。

以上のように、本発明によれば、溶接ワイヤをワイヤ挿通穴の給電点に押圧する押圧部とチップ本体との間に絶縁体を設けることで、押圧する部材が発熱しにくく、また、給電点での摩耗が進行しにくい溶接チップを実現することができる。また、チップ構造も複雑ではなく、組立性や加工性を考慮した形のチップとしてお客様に提供することができるものである。

（ａ）本発明の実施の形態における溶接用チップの側面図、（ｂ）本発明の実施の形態における溶接用チップの下面図、（ｃ）本発明の実施の形態における溶接用チップの側断面図、（ｄ）本発明の実施の形態における溶接用チップの断面図 （ａ）本発明の実施の形態における溶接ワイヤを挿入した状態の溶接用チップの側面図、（ｂ）本発明の実施の形態における溶接用チップの下面図、（ｃ）本発明の実施の形態における溶接用チップの側断面図、（ｄ）本発明の実施の形態１における溶接用チップの断面図 （ａ）変形例１における溶接用チップの側面図、（ｂ）変形例１における溶接用チップの下面図、（ｃ）変形例１における溶接用チップの側断面図（ｄ）変形例１における溶接用チップの断面図 （ａ）変形例２における溶接用チップの側面図、（ｂ）変形例２における溶接用チップの下面図、（ｃ）変形例２における溶接用チップの側断面図、（ｄ）変形例２における溶接用チップの断面図 （ａ）変形例３における溶接用チップの側面図、（ｂ）変形例３における溶接用チップの下面図、（ｃ）変形例３における溶接用チップの側断面図、（ｄ）変形例３における溶接用チップの断面図 （ａ）変形例４における溶接用チップの側面図、（ｂ）変形例４における溶接用チップの下面図、（ｃ）変形例４における溶接用チップの側断面図、（ｄ）変形例４における溶接用チップの断面図 従来の溶接用チップを示す図 従来の別の溶接用チップを示す図

以下に、消耗電極式アーク溶接に用いる本実施の形態における溶接用チップについて、図１から図６を用いて説明する。

（実施の形態）
図１から図６を用いて、本実施の形態の溶接用チップについて説明する。

図１，図２は、本実施の形態における溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に押圧させる押圧部に板バネ４を使用した構造の溶接用チップ１の構成を示す図である。

まずは、図１に示す溶接用チップ１の仕様として、銅又はクローム銅を一体成形して形成した本発明の溶接用チップ１を示し、溶接用チップ１はその一端に電極に取付けるための取付け部９を備え、取付け部９にはネジ山１０を形成し、溶接用チップ１を図示しないトーチの電極にネジ結合させるようにしてある。

溶接用チップ１は軸心に、溶接用チップ本体１の長手方向に延びるワイヤ挿通穴１２を設けており、ワイヤ挿通穴１２は溶接用チップ１内においては同一径で延伸しているが、ワイヤ挿通穴１２の入口端付近では溶接ワイヤ６を容易に溶接用チップ１内に案内できるように大径の先細状テーパ穴１１として形成してある。また、溶接用チップ１は、ワイヤ挿通穴１２の内周面に後述する給電点８ｂが位置するように構成されている。

図示していないが、溶接ワイヤ６はワイヤ巻取リールに巻かれており、溶接ワイヤ６はワイヤ送給モータにより回転駆動されるワイヤ送給ローラを通ってワイヤ巻取リールからワイヤ挿通穴１２に案内され、ワイヤ挿通穴１２に供給されるようになっている。

溶接用チップ１内にはワイヤ挿通穴１２に沿って板バネ収納部１３を形成し、板バネ収納部１３内には、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に対して押圧する押圧部としての板バネ４が溶接ワイヤ６を押し付けるように配置されている。図１のＡ−Ａ‘断面のように、板バネ４は、電流が流れないように、耐熱性と絶縁性のある樹脂や紙などから成る絶縁体５ａを板バネ４に巻きつけ、あるいは、セラミック、樹脂、または紙などから成る絶縁体５ａを介して溶接用チップ１に取付けるようにして、押圧部としての板バネ４とチップ本体１ａ及び溶接ワイヤ６との電気的な絶縁を図るようにしている。板バネ４と絶縁体５ａを保護するためのカバー２ａを備え、板バネ４と絶縁体５ａとカバー２ａを同時にボルト３により溶接用チップ１内に固定する構造になっている。つまり、板バネ４の上側の端部はボルト３によりチップ本体１ａに保持されて固定されている。一方、板バネ４の下側、つまりチップ本体１ａの先端側の端部は、板バネ収納部１３内にあり、チップ本体１ａに接続されておらず、自由端となっている。

このように、板バネ収納部１３に収容された板バネ４の下端部がチップ本体１ａに固定されていない自由端であるため、特許文献１に開示されたような、コンタクトチップ１０１と板バネ１１３の下端部との接続部分がない。このことにより、溶接ワイヤ６とワイヤ挿通穴１２とが擦れ合って生じる摩耗粉が自重によって落下しても、板バネ４の下端部にこの摩耗粉が滞留せず、板バネ４の動きが阻害されることがない。また、特許文献２，３に開示されるように、球状部材で溶接ワイヤをワイヤ挿通穴の内周面に押圧させる方式においても、球状部材への摩耗粉の付着等により、押圧バラツキや給電バラツキが生じてしまうが、本実施形態に示すように、押圧部である板バネ４への摩耗粉の滞留を抑制することで、これらの不具合が発生するのを抑制することができる。

溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に対して押圧する板バネ４の押圧部位８ａは、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２の穴壁に一定の力で押圧するように付勢されている。板バネ４は、リン青銅などの銅合金よりも鉄やステンレスなどの材料の方が適している。アーク熱により、銅合金では柔らかくなり、このため、押圧力が弱くなり、消耗しやすい可能性がある。鉄やステンレスは、バネ用の材料を使うことで、アーク熱に強く、押圧力を保持させることができる。板バネ４の板厚としては、０．２〜０．５ｍｍの厚みがあれば、問題ない。

溶接ワイヤ６に押圧させる押圧部としての板バネ４は、絶縁体５ａにより、溶接ワイヤ６とは電気的に絶縁された状態になっていることから、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に向かって押圧する板バネ４の押圧部位８ａでは給電せず、基本的に板バネ４が押し付けている面とは反対側の溶接ワイヤ６に接触する点が、溶接ワイヤ６に対するワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂとなる。これにより、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に対して押圧する押圧部からは溶接ワイヤ６へは給電せずに、溶接ワイヤ６に対してワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂから給電する構造となる。

板バネ４が絶縁体５ａにより絶縁されていることにより、溶接ワイヤ６が送給されることによる機械的な消耗はあるが、給電することで発生する支配的なアークによる消耗を抑制でき、また給電により板バネ４が発熱することがなく、一定の力で溶接ワイヤ６への押圧を保ったまま溶接をすることができる。

また、絶縁体５ａは、セラミックや樹脂や紙などの厚み０．０５ｍｍから０．２ｍｍ程度の薄いシートで問題ないが、２００℃以上の耐熱性のある材料が好ましい。チップ温度は、チップ先端では溶接期間は４００℃近くになることもあるが、溶接部位へのトーチ移動や被溶接物の交換時といった溶接していない期間に溶接用チップ１が冷却されるため、チップ内部では２００℃程度で留まってくれる。よって、２００℃程度の耐熱性のある材料であれば問題なく、使用することができる。

板バネ収納部１３のチップ先端側は、開口した状態にしている。これは、溶接ワイヤ６が板バネ４の押圧部位８ａ、またはワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂにて、ワイヤ送給時に溶接ワイヤ６が削られて発生する溶接ワイヤ６の削れカスやめっきカスを排出できるようにしている。板バネ４は、アーク熱の雰囲気を受けることになるが、鉄やステンレスから成るバネ用の材料を使うことで、アーク熱に強く、押圧力を保持させることができる。

板バネ４は、板バネ４の押圧部位８ａでの送給抵抗を抑えるため、押圧部位８ａを１〜３ｍｍの曲げ代の長さとなるように９０°に、Ｌ曲げした形状である。ワイヤ挿通穴１２における溶接ワイヤ６に対する押圧部位８ａおよび給電点８ｂの配置としては、押圧部位８ａおよび給電点８ｂと溶接用チップ１のチップ先端面とのワイヤ送給方向の長さは、距離ＥＸ１である。この距離ＥＸ１は、板バネ４が溶接用チップ１の先端より、はみ出ることのない長さとなる２〜５ｍｍ程度が望ましい。なお、板バネ４の押圧部位８ａの曲げ代の長さに大きな意味はなく、板バネ４の押圧部位８ａの鋭利な端部が溶接ワイヤ６に押圧しないようにするアール形状とすることが目的である。また、板バネ４の曲げ角度は、必ずしも９０°である必要はなく、６０°から１２０°であっても問題ない。また、溶接ワイヤ６のワイヤ径は、板バネ４の押圧部位８ａの径方向の幅と同じか、または当該ワイヤ径よりも小さくなるように構成されている。このことにより、板バネ４が溶接ワイヤ６を確実に給電点８ｂに押圧することができる。

ワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂに向かって溶接ワイヤ６と接する板バネ４の形状としては、９０°にＬ曲げした形状の角形状ではなく、図２のように平面形状するようにすると、更に消耗を抑制することができる。例えば、溶接ワイヤ６と接する板バネ４の平面形状のワイヤ送り方向の長さが２〜５ｍｍ程度あると、２〜５ｍｍの範囲で、溶接ワイヤ６と接触する板バネ４の押圧部位８ａがワイヤ送給方向である上下方向に移動することで、板バネ４の寿命を向上できる。また、溶接ワイヤ６に対するワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂの消耗範囲も押圧部位８ａの上下方向の移動に合わせ、同じく移動するため、消耗範囲を広げることができ、溶接用チップ１のチップ寿命を向上できる。

押圧部位８ａがワイヤ送給方向である上下方向に変動することで、出力電流の変化も同時に発生するが、１０Ａ〜２０Ａ前後の変化につき、大きな影響を与えるものではない。従来の溶接用チップの消耗が進むと給電点が上方に移動する変化に比べれば、１／２〜１／３程度と小さいものである。

＜変形例１＞
図３は、本変形例における溶接用チップ１の構成を示す図である。

図３は、図１の構造との違いは、溶接ワイヤ６に接触して押圧する、押圧部としての板バネ４の９０°にＬ曲げした押圧部位８ａに、絶縁体５ｂを配置した構造にしたことである。絶縁体５ｂは、耐熱性と硬度のあるセラミックが適している。この構造では、板バネ４の金属部分が溶接ワイヤ６に直接接触して、消耗することがないため、更に消耗度合を抑制し、溶接用チップ１のチップ寿命を向上できる。絶縁体５ｂの固定は、接着剤または絶縁体５ｂにスリット溝を設けて板バネ４をスライドさせて固定する、またはセラミック溶射などの方法がある。この絶縁体５ｂによる溶接ワイヤ６への接触形態は、角形状で接触する角当たりでも平面形状で接触する平面当たりでも良いが、平面当たりの方がワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂの消耗度合を抑制し、チップ寿命を向上できる。

＜変形例２＞
図４は、本変形例における溶接用チップ１の構成を示す図であり、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に押圧させる押圧部にコイルバネ７を使用した構造を示している。

図４では、図１の構造と、溶接ワイヤ６をワイヤ挿通穴１２に向かって押圧する押圧部の構造の違いは、押圧部としての板バネ４の代わりにコイルバネ７を使用したことである。コイルバネ７で、溶接ワイヤ６を直接押圧する場合、ワイヤ送給時に溶接ワイヤ６が引っ掛かる恐れがあり、コイルバネ７で直接、溶接ワイヤ６と接触させることはできないので、押圧部の構造としてはボルト状または棒状のような絶縁体５ｃをコイルバネ７で押し付けるものである。

コイルバネ７と絶縁体５ｃを保護するためのカバー２ｂを設け、コイルバネ７と絶縁体５ｃとをカバー２ｂで保持し、ボルト３により溶接用チップ１内に固定する構造になっている。絶縁体５ｃの材料としては、耐熱性と硬度のあるセラミックが適している。この絶縁体５ｃによる溶接ワイヤ６への接触形態は、図２と同様に角当たりでも平面当たりでも良いが、平面当たりの方が消耗度合を抑制し、チップ寿命を向上できる。

＜変形例３＞
図５は、本変形例における溶接用チップ１の構成を示す図である。

図５では、図１の構造との違いは、ワイヤ送り方向における押圧部位８ａおよび給電点８ｂとチップ先端面との距離を図１の距離ＥＸ１に比べて大きい距離ＥＸ２とし、押圧部位８ａおよび給電点８ｂとチップ先端面との距離ＥＸ２を例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下としたことである。溶接ワイヤ６の実際のワイヤ突出し長さＥＸは、押圧部位８ａおよび給電点８ｂとチップ先端面との距離を距離ＥＸ１ではなく、距離ＥＸ１よりも大きい距離ＥＸ２とする。

これにより、押圧部位８ａおよび給電点８ｂから溶接用チップ１の先端側から突出する溶接ワイヤ６の先端までのワイヤ送給方向の距離である、溶接ワイヤ６の実際のワイヤ突出し長さＥＸを長くでき、実際のワイヤ突出し長さＥＸの大きさに応じて、相対的に増加する給電時の溶接ワイヤ６のジュール発熱の効果を利用することで、設定電流に対するワイヤ送給速度を増加させることができる。

押圧部位８ａおよび給電点８ｂとチップ先端面との距離ＥＸ２は、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましい。例えば、溶接ワイヤ６のワイヤ径がΦ１．２ｍｍの場合では、被溶接物とチップ先端面までの距離ＥＸ３が１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下とした場合、押圧部位８ａおよび給電点８ｂとチップ先端面との距離ＥＸ２は１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下とし、実際のワイヤ突出し長さＥＸは２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下となることが好ましい。実際のワイヤ突出し長さＥＸが、２０ｍｍより短いとジュール発熱の効果は小さくなり、２５ｍｍより長いとジュール発熱の効果を受けすぎて溶接ワイヤ６の溶融が過剰となり、アーク不安定となる。

また、溶接ワイヤ６のワイヤ径がΦ１．４ｍｍの場合では、被溶接物とチップ先端面までの距離ＥＸ３が１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とした場合、押圧部位８ａおよび給電点８ｂとチップ先端面との距離ＥＸ２は１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下とし、実際のワイヤ突き出し長さＥＸは２５ｍｍ以上３０ｍｍ以下となることが好ましい。実際のワイヤ突き出し長さＥＸが、２５ｍｍより短いとジュール発熱の効果は小さくなり、３０ｍｍより長いとジュール発熱の効果を受けすぎて溶接ワイヤ６の溶融が過剰となり、アーク不安定となる。

図１の板バネの構造に関して説明してきたが、図３や図４の構造においても同様の構造にすることができる。

＜変形例４＞
図６は、本変形例における溶接用チップ１の構成を示す図である。

図６では、溶接ワイヤ６に対して板バネ４が押し付けている面とは反対側の接触する点がワイヤ挿通穴１２の給電点８ｂであるが、図１の構造との違いは、溶接用チップ１のチップ本体１ａとは別体とする給電部材１４を設け、給電部材１４の内周面に給電点８ｂが位置するようにしている。給電部材１４を溶接用チップ１とは別体にすることにより、チップ消耗による交換時に溶接用チップ１そのものではなく、給電部材１４だけの交換が出来、給電部材１４の形状も容易であり、小さいため、交換のランニングコストを抑えることができる。また、給電部材１４の材質を変えることもできる。例えば、交換可能な給電部材１４を耐摩耗性に優れ、硬度の高い材料であるモリブデンやタングステンなどの材料に変更できるため、さらなる溶接用チップ１のチップ寿命を向上させることができる。また、小さい給電部材につき、大きくコストアップにもならないので非常に有用な構造である。

図６の板バネの構造に関して説明してきたが、図３や図４、図５の構造においても同様に、溶接用チップ１のチップ本体１ａとは別体の給電部材を設け、給電部材１４の内周面に給電点８ｂが位置するように構成することができる。

以上のように、溶接ワイヤに対して電気的に絶縁された押圧部としての板バネやコイルバネなどで、ワイヤ挿通穴の給電点に対して溶接ワイヤを付勢して、押圧部に対向する、押圧部とは別体であるワイヤ挿通穴の給電点から溶接ワイヤに強制的に給電させる構造である。従来の溶接用チップに比べ、溶接ワイヤへの給電状態が安定するため、ワイヤ挿通穴の穴表面が粗雑になりにくく、給電率の低下によるバーンバック（電極の爆発音）とスパッタ（電極の飛散膜）が発生しやすくなること等を抑制することができる。

また、ワイヤ挿通穴の孔表面が粗雑になることで溶接ワイヤのワイヤ送給時の供給抵抗が大となって供給量に不足が生じ、溶接不良が発生することを抑制することができる。また、チップ先端部が消耗し、その給電点としての接触面積が不安定となり早期にチップ交換を行う必要となる欠点を抑制することができる。また、給電点の位置を上方に移動させたり、給電部材として別部材を設けるなどで、さらにチップ寿命を向上させたり、ランニングコストを下げたりすることができる。

本発明の溶接用チップは、溶接ワイヤをワイヤ挿通穴に押圧させる押圧部に溶接ワイヤと電気的に絶縁する絶縁体を設けることで、チップ寿命を向上させることができる。

よって、溶接生産工程において、チップ交換頻度を低減できることで生産性向上に貢献できる。また、シンプルな構造につき比較的安価な溶接用チップを提供できるので、ランニングコストを低減できることから、特にロボットなどの自動溶接システムにおいて、溶接ワイヤに給電する溶接用チップとして産業上有用である。

１ 溶接用チップ
１ａ、２１ チップ本体
２ａ、２ｂ カバー
３ ボルト
４、１１３ 板バネ
５ａ、５ｂ、５ｃ 絶縁体
６、１０１、１０５ 溶接ワイヤ
７ コイルバネ
８ａ 押圧部位
８ｂ 給電点
９、１０２ 取付け部
１０、１０４ ネジ山
１１、１０７ 先細状テーパ穴
１２、１０６ ワイヤ挿通穴
１３ 板バネ収納部
１４ 給電部材
ＥＸ 実際のワイヤ突き出し長さ
ＥＸ１、ＥＸ２、ＥＸ３ 距離

Claims (7)

1. 内周面に給電点を有するワイヤ挿通穴が軸心に設けられ、該ワイヤ挿通穴に挿通された溶接ワイヤに前記給電点から給電する溶接用チップであって、
   前記ワイヤ挿通穴が形成されたチップ本体と、前記溶接ワイヤを前記給電点に押圧する押圧部と、を備え、
   前記押圧部は、前記チップ本体の先端側に位置する一端部が自由端である一方、前記一端部と反対側に位置する他端部が、前記チップ本体に固定されており、前記押圧部と前記溶接ワイヤとの間に両者を電気的に絶縁する絶縁体が設けられていることを特徴とする溶接用チップ。
2. 内周面に給電点を有するワイヤ挿通穴が軸心に設けられ、該ワイヤ挿通穴に挿通された溶接ワイヤに前記給電点から給電する溶接用チップであって、
   前記ワイヤ挿通穴が形成されたチップ本体と、前記溶接ワイヤを前記給電点に押圧する押圧部と、を備え、
   前記押圧部は、前記チップ本体の先端側に位置する一端部が自由端である一方、前記一端部と反対側に位置する他端部が、前記チップ本体に固定されており、
   前記押圧部と前記溶接ワイヤとの間に両者を電気的に絶縁する絶縁体が設けられており、
   前記ワイヤ挿通穴において、チップ先端よりも２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の位置に、前記給電点が位置するように構成されていることを特徴とする溶接用チップ。
3. 前記押圧部は板バネであることを特徴とする請求項１または２記載の溶接用チップ。
4. 前記押圧部はコイルバネであることを特徴とする請求項１または２記載の溶接用チップ。
5. 前記絶縁体は、所定の耐熱性を有しており、セラミック、樹脂、または紙素材のいずれかからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の溶接用チップ。
6. 前記溶接ワイヤに当接する前記押圧部の接点の形状が角形または平面形状であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の溶接用チップ。
7. 前記チップ本体と別体に、かつ前記チップ本体に対して着脱可能に設けられた給電部材をさらに備え、
   前記給電部材に前記給電点が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の溶接用チップ。