JP2019084557A

JP2019084557A - Welding torch

Info

Publication number: JP2019084557A
Application number: JP2017214274A
Authority: JP
Inventors: 洋一福光; Yoichi FUKUMITSU; 節永井; Setsu Nagai
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: JP6909952B2

Abstract

To provide a welding torch which can cool a torch tip while cooling a motor for wire feeding.SOLUTION: A welding torch includes: a first cooling part which cools a side surface of a motor; and a second cooling part which cools another side surface of the motor. The first cooling part has a first inflow port of a cooling fluid, a first outflow port, and a first communication passage which connects the first inflow port to the first outflow port. The second cooling part has a second inflow port of the cooling fluid, a second outflow port, and a second communication passage which connects the second inflow port to the second outflow port. The first outflow port and the second inflow port are connected. The second outflow port leads to a third inflow port which is an inlet of a third communication passage provided at an interior part of a torch body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は溶接トーチに関し、特にワイヤを送給するためのワイヤ送給装置が組み込まれた溶接トーチに関する。 The present disclosure relates to a welding torch, and more particularly to a welding torch incorporating a wire feeding device for feeding a wire.

従来のワイヤ送給用のモータが組み込まれた溶接トーチは、特許文献１のように、溶接ワイヤを供給する駆動ユニットがトーチハウジング内に配置され、駆動モータがトーチハウジングのベース本体に取付けられている。ベース本体は冷却器として設計されており、また冷却ダクトを備えることもできる。 In a welding torch incorporating a conventional motor for wire feeding, as in Patent Document 1, a drive unit for supplying a welding wire is disposed in a torch housing, and a drive motor is attached to a base body of the torch housing There is. The base body is designed as a cooler and can also be equipped with a cooling duct.

特表２００７−５２０３５４号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-520354

特許文献１では、駆動モータがベース本体に直接に設置されているため、モータの交換が困難となる。またトーチハウジングの構造が複雑となる。また駆動モータの冷却を考えれば、ベース本体の外部からの冷却では冷却効率が悪く、冷却ダクトで冷却しようとするとトーチハウジングが大きくなるので取り扱いが不便となる。 In Patent Document 1, since the drive motor is directly installed on the base body, replacement of the motor becomes difficult. In addition, the structure of the torch housing is complicated. Further, considering the cooling of the drive motor, cooling from the outside of the base main body is not efficient in cooling, and if cooling is to be performed by a cooling duct, the torch housing becomes large, which makes the handling inconvenient.

一方、一般的に高電流やＭＩＧ溶接などの高温を伴う溶接をする溶接トーチは、トーチボディ部品の耐熱性や溶接時に溶接点に流すシールドガスの過熱による溶接品質劣化を考慮し、トーチ先端を冷却する必要がある。 On the other hand, welding torches that perform welding with high temperatures or high temperatures such as MIG welding generally consider the torch quality in consideration of the heat resistance of the torch body parts and the welding quality deterioration due to the overheating of shield gas that flows to the welding point at the time of welding. It needs to be cooled.

本発明は前記従来の課題を解決するもので、モータ取り替えが容易にでき、高速溶接可能なモータの長時間高電流域使用に対するモータの発熱を十分に冷却でき、なおかつ溶接トーチの先端を冷却可能な、コンパクトな溶接トーチを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and it is possible to easily replace the motor, sufficiently cool the heat of the motor for long-time high-current use of the high-speed weldable motor, and cool the tip of the welding torch. The purpose is to provide a compact welding torch.

前記課題を解決するために、本発明の溶接トーチは、ワイヤーを送給するための送給部品やモータを備えたフィードユニットと、モータを覆うように設けられたモータホルダと、トーチボディを備え、モータホルダは、モータの側面を冷却する第１冷却部と、モータの他の側面を冷却する第２冷却部を備え、第１冷却部は冷却流体の第１流入口と、第１流出口と、それらをつなぐ第１連通路を有し、第２冷却部は冷却流体の第２流入口と、第２流出口と、それらをつなぐ第２連通路を有し、第１流出口と前記第２流入口は接続されており、第２流出口はトーチボディ内部に設けた第３連通路の入口である第３流入口につながる構成である。 In order to solve the above-mentioned subject, the welding torch of the present invention is provided with a feed unit provided with a feeding part and a motor for feeding a wire, a motor holder provided so as to cover the motor, and a torch body. The motor holder includes a first cooling unit for cooling the side surface of the motor, and a second cooling unit for cooling the other side surface of the motor, the first cooling unit being a first inlet and a first outlet for the cooling fluid. And a first communication passage connecting them, the second cooling unit has a second inlet and a second outlet of the cooling fluid, and a second communication passage connecting them, and the first outlet and the second The second inlet is connected, and the second outlet is connected to a third inlet which is an inlet of a third communication passage provided inside the torch body.

つまり、冷却流体は、第１冷却部と第２冷却部を流れてモータを冷却した後、トーチボディ内部に導かれてトーチ先端を冷却し、その後大気等に流出するようになっている。 That is, after the cooling fluid flows through the first cooling unit and the second cooling unit to cool the motor, it is led into the torch body to cool the tip of the torch, and then flows out to the atmosphere or the like.

本発明の溶接トーチは、モータの冷却構成が簡単で、かつトーチボディの冷却が可能である。 The welding torch of the present invention has a simple motor cooling configuration and can cool the torch body.

本発明の実施の形態における溶接トーチ全体の外観図Exterior view of the entire welding torch in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における溶接トーチのモータホルダの上面図Top view of the motor holder of the welding torch in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における溶接トーチのモータホルダの側面図（図２の矢視Ａ）Side view of the motor holder of the welding torch in the embodiment of the present invention (arrow A in FIG. 2) 本発明の実施の形態における溶接トーチのモータホルダの他方の側面図（図２の矢視Ｂ）The other side view of the motor holder of the welding torch in the embodiment of the present invention (arrow B in FIG. 2) 図２におけるＣＣ断面図CC sectional view in FIG. 2 図５におけるＤＤ断面図DD sectional view in FIG. 5 図２におけるＥＥ断面図EE sectional view in FIG. 2 本発明の実施の形態における溶接トーチ全体の側面図Side view of the entire welding torch in the embodiment of the present invention 図８におけるＦＦ断面図FF sectional view in FIG. 8

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は溶接トーチ全体の概観図である。溶接トーチは、モータ５（図５等参照）を覆うモータホルダ１と、モータ５により溶接用のワイヤ２０３をトーチボディ３の先端から送出する機構を備えたフィードユニット２からなる。モータ５はフィードユニット２に絶縁部品を介して固定される。モータホルダ１はトーチホルダ４を介して溶接ロボットのマニュピレータ先端（図示せず）に接続されるようになっている。 FIG. 1 is an overview of the entire welding torch. The welding torch comprises a motor holder 1 covering a motor 5 (see FIG. 5 and the like), and a feed unit 2 provided with a mechanism for feeding a welding wire 203 from the tip of the torch body 3 by the motor 5. The motor 5 is fixed to the feed unit 2 via an insulation part. The motor holder 1 is connected to a manipulator tip (not shown) of a welding robot via a torch holder 4.

図２は、フィードユニット２およびトーチボディ３を取り外した状態のモータホルダ１（モータ含む）の上面図である。図３はそのモータホルダ１の側面図（図２の矢視Ａ）で、図４はそのモータホルダ１の他方の側面図（図２の矢視Ｂ）である。 FIG. 2 is a top view of the motor holder 1 (including the motor) with the feed unit 2 and the torch body 3 removed. FIG. 3 is a side view of the motor holder 1 (arrow A in FIG. 2), and FIG. 4 is a side view of the other side of the motor holder 1 (arrow B in FIG. 2).

モータホルダ１は、モータ５を冷却するための冷却流体が流れる流路を有する第１冷却部１１と、同様の構成を有する第２冷却部１２がモータ５の両側面を挟み込むような構成である。第１冷却部１１と第２冷却部１２とモータフランジ１３でモータ５の外郭を包むような構成となっており、モータフランジ１３からモータ５の軸５１が突出している。なお、ここでの冷却流体は空気等の気体を用いる。 The motor holder 1 is configured such that the first cooling unit 11 having a flow path through which a cooling fluid for cooling the motor 5 flows and the second cooling unit 12 having the same configuration sandwich the both sides of the motor 5 . The outer shell of the motor 5 is enclosed by the first cooling unit 11, the second cooling unit 12, and the motor flange 13, and the shaft 51 of the motor 5 protrudes from the motor flange 13. In addition, gas, such as air, is used for the cooling fluid here.

次に２つの冷却部について、図５、図６もあわせて参照して詳細に説明する。図５は図２のＣＣ断面で、図６は図５のＤＤ断面である。 Next, the two cooling units will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 as well. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 2, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.

外部のコンプレッサなどに接続された第１パイプ１１０が、第１冷却部１１の冷却流体の入口となる第１流入口１１１（図４参照）に接続され、この第１流入口１１１は第１冷却部１１の内部に設けられた第１連通路１１３とつながり、第１連通路１１３は、第１冷却部１１からの冷却流体の出口である第１流出口１１２（図４、図６参照）につながっている。第１流出口１１２はモータ５の軸方向と交差する向きに開口している。なお、軸方向とはモータ５の軸５１に沿った方向をいう。 A first pipe 110 connected to an external compressor or the like is connected to a first inlet 111 (see FIG. 4) which is an inlet of the cooling fluid of the first cooling unit 11, and the first inlet 111 is a first cooling The first communication passage 113 is connected to the first communication passage 113 provided inside the portion 11, and the first communication passage 113 is connected to a first outlet 112 (see FIGS. 4 and 6) which is an outlet of the cooling fluid from the first cooling portion 11. linked. The first outlet 112 is open in a direction intersecting the axial direction of the motor 5. The axial direction refers to the direction along the axis 51 of the motor 5.

ここで第１連通路１１３は、例えば第１冷却部１１の基材をアルミとし、その一側面側から溝を彫り、板材でその溝全体を覆ってふさぐようにすることで、容易に製作可能である。 Here, the first communication passage 113 can be easily manufactured, for example, by making the base material of the first cooling unit 11 aluminum and engraving a groove from one side thereof and covering the entire groove with a plate material to cover the groove. It is.

第２冷却部１２は、第１冷却部からの冷却流体の入口となる第２流入口１２２（図３、図５参照）が設けられ、この第２流入口１２２は第２冷却部１２の内部に設けられた第２連通路１２３とつながり、第２連通路１２３は第２冷却部１２から外部への冷却流体の出口である第２流出口１２１（図３参照）につながっている。そして第２流出口１２１は第２パイプ１２０につながっている。なお、第２流入口１２２はモータ５の軸方向に交差す
る向きに開口している。 The second cooling unit 12 is provided with a second inlet 122 (see FIGS. 3 and 5) serving as an inlet for the cooling fluid from the first cooling unit, and the second inlet 122 is an inside of the second cooling unit 12. The second communication passage 123 is connected to a second outlet 121 (see FIG. 3) which is an outlet of the cooling fluid from the second cooling unit 12 to the outside. The second outlet 121 is connected to the second pipe 120. The second inlet 122 is open in a direction intersecting the axial direction of the motor 5.

第１流出口１１２と第２流入口１２２は、モータ５の軸方向に交差する向きに、パイプ状の接続具１４でつながっている。接続具１４は第１冷却部１１と第２冷却部１２のそれぞれの凹部にＯリング１５を介して嵌合する構成となっている。なお、接続具１４を用いなくとも、第１流入口１１１を第１冷却部１１の側面から突出するような凸形状とし、第２流入口を第２冷却部の側面よりへこんだ凹形状とし、これらを嵌合することで接続してもよい。この場合は構成がより簡単となり信頼性が向上する。 The first outlet 112 and the second inlet 122 are connected by a pipe-like connector 14 in a direction intersecting with the axial direction of the motor 5. The connector 14 is configured to be fitted to the concave portions of the first cooling unit 11 and the second cooling unit 12 via the O-ring 15. Even if the connector 14 is not used, the first inlet 111 is formed in a convex shape so as to protrude from the side surface of the first cooling unit 11, and the second inlet is formed as a concave shape indented from the side surface of the second cooling unit. You may connect by fitting these. In this case, the configuration is simpler and the reliability is improved.

なお、前述の接続具１４や凹凸の嵌合のように、第１流出口１１２と第２流入口１２２は、第１冷却部１１と第２冷却部１２の内部で接続されること、すなわち、外部に露出していない構成とすることが好ましい。外部の粉塵等から保護することができ、特に溶接のスパッタ等から保護することが可能となる。 The first outlet 112 and the second inlet 122 are connected inside the first cooling unit 11 and the second cooling unit 12 as in the fitting of the connector 14 and the concavities and convexities described above, that is, It is preferable to set it as the structure which is not exposed outside. It is possible to protect from external dust and the like, and in particular, to protect from welding spatter and the like.

以上のような構成において、冷却流体は第１パイプ１１０の一端から入り、第１冷却部１１と第２冷却部１２を経由して、第２パイプ１２０に流出する。 In the configuration as described above, the cooling fluid enters from one end of the first pipe 110 and flows out to the second pipe 120 via the first cooling unit 11 and the second cooling unit 12.

図７は図２のＥＥ断面である。第１冷却部１１と第２冷却部１２の上部の合わせ面の一部に、モータ５の配線５２の出口である配線用開口部１８を設け、その配線用開口部１８を覆うように、配線カバー１６を設けている。配線５２は、図５の２点鎖線で示すように、配線カバー１６に設けた配線孔キャップ１９を通して外部に導かれる。外部に導かれた配線５２はロボットの制御装置などに接続される。 FIG. 7 is an EE cross section of FIG. The wiring opening 18 which is an outlet of the wiring 52 of the motor 5 is provided in a part of the mating surface of the upper portion of the first cooling unit 11 and the second cooling unit 12, and the wiring is covered to cover the wiring opening 18. A cover 16 is provided. The wiring 52 is led to the outside through the wiring hole cap 19 provided in the wiring cover 16 as shown by a two-dot chain line in FIG. 5. The wiring 52 led to the outside is connected to a control device or the like of the robot.

以上のように、軸５１を除き、モータ５は、モータフランジ１３、第１冷却部１１、第２冷却部１２、および配線カバー１６により、覆われるような構成となる。これにより、モータ５を外部の粉塵等から保護することができ、特に溶接のスパッタ等から保護することができる。なお、配線カバー１６はあったほうが好ましいが、なくとも効果は発揮できる。 As described above, except for the shaft 51, the motor 5 is configured to be covered by the motor flange 13, the first cooling unit 11, the second cooling unit 12, and the wiring cover 16. Thus, the motor 5 can be protected from external dust and the like, and in particular, can be protected from welding spatter and the like. The wiring cover 16 is preferably provided, but the effect can be exhibited without the wiring cover 16.

また、図６および図７で示すように、第１冷却部１１とモータ５の側面、および第２冷却部１２とモータ５の他の対向する側面の間には、伝熱部材として熱伝導性の弾性シート１７を挟みこんでいる。これにより各冷却部とモータ５の密着性が高まり冷却効果が向上する。弾性シート１７の厚みを変えることにより、別のモータを採用してその外形が異なる場合においても対応することが可能である。 Further, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, between the side surfaces of the first cooling unit 11 and the motor 5, and between the other opposing side surfaces of the second cooling unit 12 and the motor 5, thermal conductivity is provided as a heat transfer member. Sandwiching the elastic sheet 17 of the As a result, the adhesion between each cooling unit and the motor 5 is enhanced, and the cooling effect is improved. By changing the thickness of the elastic sheet 17, it is possible to adopt another motor and cope with the case where the outer shape is different.

なお、弾性シート１７はシリコンゴムやアクリルゴムなどが使用できるが、特にこれに限らず、シリコンなどの熱伝導性グリースであっても良い。 The elastic sheet 17 may be made of silicone rubber or acrylic rubber, but not limited thereto, it may be made of heat conductive grease such as silicone.

また、図１に示すように、トーチホルダ４の一端はモータホルダ１の第２冷却部１２の反モータフランジ１３側に固定され、他端はマニュピレータ先端に近い場所に固定される。これにより、モータホルダ１を溶接トーチ全体がマニュピレータ先端からオフセットする部品として利用することができ、トーチホルダ４の外形を小さくすることができ、ロボット用としてコンパクトな溶接トーチを提供することができる。 Further, as shown in FIG. 1, one end of the torch holder 4 is fixed to the side opposite to the motor flange 13 of the second cooling unit 12 of the motor holder 1, and the other end is fixed to a position near the tip of the manipulator. As a result, the motor holder 1 can be used as a part where the entire welding torch is offset from the tip of the manipulator, the external shape of the torch holder 4 can be reduced, and a compact welding torch can be provided for a robot.

次に、図８、図９を参照してトーチボディ３の冷却について説明する。 Next, cooling of the torch body 3 will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

第２パイプ１２０の他端はトーチボディ３に設けられた第３流入口３１へとつながっている。トーチボディ３内部には、トーチボディ３を冷却するための冷却流体が流れる第３連通路３３が設けられている。第３流入口３１から入った冷却流体は第３連通路３３を通り、第３流出口３２から第３パイプ３０を経て、溶接の妨げにならない位置で大気に放出
されるようになっている。あるいは大気に放出することなく冷却流体発生源へ戻しても良い。 The other end of the second pipe 120 is connected to a third inlet 31 provided in the torch body 3. Inside the torch body 3, a third communication passage 33 in which a cooling fluid for cooling the torch body 3 flows is provided. The cooling fluid that has entered from the third inlet 31 passes through the third communication passage 33, passes from the third outlet 32 to the third pipe 30, and is released to the atmosphere at a position that does not interfere with welding. Alternatively, it may be returned to the cooling fluid source without being released to the atmosphere.

ここで、第３連通路３３はトーチボディ中心３４とトーチボディ外装３５の間に形成されており、トーチ先端にあるチップを取り付けるためのチップボディ（図示せず）近傍まで形成されている。つまり、第３流入口３１から入った冷却流体は、第３連通路３３内部を流れ、チップボディ近傍まで循環した後、第３流出口３２に導かれる。 Here, the third communication passage 33 is formed between the torch body center 34 and the torch body exterior 35, and is formed up to the vicinity of a tip body (not shown) for attaching a tip at the tip of the torch. That is, the cooling fluid that has entered from the third inlet 31 flows inside the third communication passage 33, circulates to the vicinity of the tip body, and is then led to the third outlet 32.

この第３連通路３３の形状は特に問わないが、断面形状はトーラス形状、弓形状、扇形状、円形状、多角形状などが考えられる。 The shape of the third communication passage 33 is not particularly limited, but the cross-sectional shape may be a torus shape, an arch shape, a fan shape, a circular shape, a polygonal shape, or the like.

以上説明したように、本形態によれば、モータを取り替える場合あっても、分解が可能な冷却構成としたことで容易に対応することができる。また、高速溶接可能なモータの長時間高電流域使用に対するモータの発熱を十分に冷却できる。さらに溶接トーチの先端をも冷却可能とすることで、コンパクトな溶接トーチを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, even when the motor is replaced, the cooling configuration that can be disassembled can be easily coped with. In addition, it is possible to sufficiently cool the heat generation of the motor for the long time use of the high current region of the high speed weldable motor. Furthermore, by making it possible to cool the tip of the welding torch, a compact welding torch can be provided.

なお、一連の冷却流体の流れ方向を逆、つまり冷却流体を第３パイプを経由して、溶接トーチを冷却し、モータを冷却した後、第１パイプから流出する構成としても良い。 The flow direction of the series of cooling fluid may be reversed, that is, the cooling fluid may be cooled via the third pipe to cool the welding torch and cool the motor, and then flow out of the first pipe.

以上のように、本発明の溶接トーチは、マニュピレータ先端に取り付け、自動で溶接を行う溶接ロボットなどに適用可能である。 As described above, the welding torch of the present invention is applicable to a welding robot or the like which is attached to the tip of a manipulator and performs welding automatically.

１モータホルダ
２フィードユニット
３トーチボディ
４トーチホルダ
５モータ
１１第１冷却部
１２第２冷却部
１３モータフランジ
１４接続具
１５Ｏリング
１６配線カバー
１７弾性シート
１８配線用開口部
１９配線孔キャップ
３０第３パイプ
３１第３流入口
３２第３流出口
３３第３連通路
３４トーチボディ中心
３５トーチボディ外装
５１軸
５２配線
１１０第１パイプ
１１１第１流入口
１１２第１流出口
１１３第１連通路
１２０第２パイプ
１２１第２流出口
１２２第２流入口
１２３第２連通路 Reference Signs List 1 motor holder 2 feed unit 3 torch body 4 torch holder 5 motor 11 first cooling unit 12 second cooling unit 13 motor flange 14 connector 15 O-ring 16 wiring cover 17 elastic sheet 18 wiring opening 19 wiring hole cap 30 third Pipe 31 third inlet 32 third outlet 33 third communication passage 34 torch body center 35 torch body exterior 51 shaft 52 wiring 110 first pipe 111 first inlet 112 first outlet 113 first communication passage 120 second Pipe 121 second outlet 122 second inlet 123 second communication passage

Claims

A feed unit equipped with feed parts and a motor for feeding wires;
A motor holder provided to cover the motor;
Equipped with a torch body
The motor holder includes a first cooling unit that cools the side surface of the motor, and a second cooling unit that cools the other side surface of the motor.
The first cooling unit has a first inlet for cooling fluid, a first outlet, and a first communication passage connecting them.
The second cooling unit has a second inlet for the cooling fluid, a second outlet, and a second communication passage connecting them.
The first outlet and the second inlet are connected,
The welding torch, wherein the second outlet is connected to a third inlet which is an inlet of a third communication passage provided inside the torch body.

The welding torch according to claim 1, wherein the third communication passage is formed up to the vicinity of a tip body of a torch tip.