JP2019166536A - アーク溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、溶接箇所の周辺への熱害を抑制するアーク溶接装置を提供する。る技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示するアーク溶接装置１０は、溶接箇所へ不活性ガスを送り込むガスノズル１６と、溶接箇所を挟み込む一対のチャック１２、１３を備えている。一対のチャック１２、１３の少なくとも一方に、ガス抜き孔１２ａが設けられている。このアーク溶接装置１０は、ガス抜き孔１２ａを通じて不活性ガスを溶接箇所から速やかに排気することができるので、不活性ガスが周囲の部品に与える影響を抑えることができる。【選択図】図４

Description

本明細書が開示する技術は、アーク溶接装置に関する。

特許文献１に、アーク溶接装置が開示されている。特許文献１のアーク溶接装置は、接合対象物を挟持する一対のアース電極チャックと、アース電極チャックに接している接合対象物との間にアークを発生させるトーチ電極と、接合対象物の周囲に不活性ガスを送り込むガスノズルを備えている。溶接の際、溶けた材料に空気が混在すると、欠陥を生じてしまうおそれがある。そこで、アーク溶接装置では、溶接の際に接合対象物の周囲に不活性ガスを充填する。不活性ガスを充填することで、空気を排除し、溶接箇所に欠陥が生じることを防止する。

特開２０１７−５１９６６号公報

不活性ガスには、例えば、高温のアルゴンガスが用いられる。一方、部品の実装密度が高くなると、溶接対象物を挟み込む一対のチャックも小型化され、一対のチャックの間の溶接空間が小さくなる。溶接空間が小さくなると、溶接箇所の周囲に充填する高温の不活性ガスが一対のチャックに遮られ、狭い溶接空間に比較的長い時間滞留することが生じ得る。溶接空間の近傍には他の部品が配置されており、高温の不活性ガスが長時間滞留すると、他の部品に熱害が及ぶおそれがある。本明細書は、他の部品への熱害対策を施したアーク溶接装置を提供する。

本明細書が開示するアーク溶接装置は、溶接箇所へ不活性ガスを送り込むガスノズルと、溶接箇所を挟み込む一対のアース電極チャックを備えている。そして、一対のチャックの少なくとも一方に、ガス抜き孔が設けられている。このアーク溶接装置は、ガス抜き孔を通じて不活性ガスを溶接箇所から速やかに排気することができるので、不活性ガスが周囲の部品に与える影響を抑えることができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のアーク溶接装置の斜視図である（斜め下からみた図）。 実施例のアーク溶接装置の斜視図である（斜め上からみた図）。 一方のチャックの斜視図である。 アーク溶接装置の断面図である。 変形例のチャックの一部断面図である。

図面を参照して実施例のアーク溶接装置１０を説明する。図１に、アーク溶接装置１０を斜め下から見た斜視図を示し、図２にアーク溶接装置１０を斜め上から見た斜視図を示す。図２は、アーク溶接装置１０の一部の図示を省略するとともに、溶接対象を備えたインバータ４０を示してある。

アーク溶接装置１０は、タングステンで作られたトーチ電極と溶接対象物の間に高温のアークを生じさせ、その熱で溶接対象物を溶かして接合する装置である。この種のアーク溶接装置は、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）アーク溶接装置と称される場合がある。アーク溶接装置１０は、溶接対象物（溶接箇所）を挟み込む一対のチャック１２、１３と、不活性ガスを供給するガス供給器１５を備えている、図１、図２では見えないが、ガス供給器１５の内側にトーチ電極が備えられている。トーチ電極は図４で図示する。

一対のチャック１２、１３は、導電性の金属で作られており、不図示の直流電源の正極に接続されている。なお、トーチ電極は直流電源の負極に接続されている。一対のチャック１２、１３は、溶接対象物（溶接箇所）を挟み込んでその位置を保持するとともに、溶接対象物を直流電源の正極電位に保持する役割を有している。一対のチャック１２、１３は、リニアアクチュエータ２０に支持されている。リニアアクチュエータ２０は、一対のチャック１２、１３を、互いの近接方向あるいは離反方向に移動させる装置である。チャック１２は、チャック支持部材２２を介してリニアアクチュエータ２０に連結されており、チャック１３は、チャック支持部材２３を介してリニアアクチュエータ２０に連結されている。チャック１２、１３の側面は、焦げ防止カバー２４、２５で覆われている。焦げ防止カバー２４、２５は、高温になるチャック１２、１３の熱が周囲に影響を及ぼすことを防止する。

本実施例では、アーク溶接装置１０は、２本のバスバ３１、３２を溶接する。２本のバスバ３１、３２は、大電流を伝達するのに好適な金属細長板であり、例えば、１００ボルト以上の電圧の直流電力を所定の周波数の交流に変換するインバータ４０の内部において、２個の電気部品を電気的に接続する。

図２では、ガス供給器１５を仮想線で描いてある。一対のチャック１２、１３は、ガス供給器１５の先端部分を覆うように位置している。詳しくは後述するが、ガス供給器１５は、その先端のガスノズルから高温の不活性ガスを吐出する。一対のチャック１２、１３がガス供給器１５の先端を囲っているので、吐出された高温ガスは溶接箇所に充填される。

図３に、一方のチャック１２の斜視図を示す。図３では、チャック１２の先端の一部を仮想線で描いてある。チャック１２には、ガス抜き孔１２ａと、溶接対象物（バスバ３１、３２）の近傍に位置する樹脂部材４１（図２参照）をアークの熱から保護する遮蔽壁１２ｂを備えている。符号１２ｃは、チャック１２において、接合対象物（バスバ３１）に当接する当接面を示している。

図４に、チャック１２、１３とガス供給器１５の中心を通る断面でカットした断面図を示す。ガス供給器１５の中心を、トーチ電極１４が通過している。ガス供給器１５は、内筒１５ａと外筒１５ｂの二重筒構造であり、内筒１５ａは、トーチ電極１４を覆っている。内筒１５ａと外筒１５ｂの間を高温の不活性ガスが流れる。不活性ガスは、例えばアルゴンガスである。なお、先に述べたように、チャック１２、１３は、直流電源１７の正極に接続されており、トーチ電極１４は直流電源１７の負極に接続されている。スイッチ１８をオンオフすることで、チャック１２、１３に接しているバスバ３１、３２（溶接対象）とトーチ電極１４との間に高電圧を印加する。

ガス供給器１５の下端は、トーチ電極１４の周囲に不活性ガスを送り込むガスノズル１６になっている。図４の矢印Ａが、不活性ガスの流れを示している。アーク溶接装置１０は、溶接箇所（バスバ３１、３２）の周囲に不活性ガスを充填することで空気を排除する。アークで溶けた接合対象物に空気が混入すると欠陥が生じるおそれがあるため、アーク溶接装置１０では、溶接箇所の周囲に高温の不活性ガスを充填することによって、空気を追い出す。溶接箇所（バスバ３１、３２）は、一対のチャック１２、１３で挟まれており、ガスノズル１６の周囲は一対のチャック１２、１３で囲まれているため、不活性ガスが留まる可能性がある。不活性ガスは高温であるため、溶接箇所に滞留すると、周囲の部品（例えば図２に示した樹脂部品４１）に熱害を及ぼすおそれがある。そこで、アーク溶接装置１０では、ガスノズル１６から吐出された不活性ガスが速やかに溶接箇所から排気されるように、一方のチャック１２にガス抜き孔１２ａを設けてある。図４の矢印Ｂが示すように、ガスノズル１６から突出したガスは、ガス抜き孔１２ａを通じて外部へ放出される。実施例のアーク溶接装置１０は、溶接箇所を囲む一対のチャック１２、１３の一方に、ガス抜き孔１２ａを設けることで、溶接箇所の周囲へ熱害が及ぶことを防止する。

図５を参照してチャック１２の変形例を説明する。図５は、チャック１１２のガス抜き孔１２ａの開口近傍の拡大図である。チャック１１２は、ガス抜き孔１２ａの開口にガス方向制御壁１２ｄを備えている。ガス方向制御壁１２ｄは、溶接箇所近傍の保護対象物（樹脂部品など）から離れる方向（例えば、矢印Ｃの方向）へ、ガスの流れ方向を変えるために設けられている。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。チャック１２、１３が、アース電極チャックの一例に相当する。ガス抜き孔１２ａは、一対のチャック１２、１３の一方に設けられていればよいが、両方に設けられていてもよい。一対のチャック１２、１３は、溶接箇所を挟み込む部材であるので、「クランプ」と称してもよい。ガス抜き孔１２ａは、溶接箇所の近傍の部品レイアウトに応じて、影響の少ない方向へガスを噴き出すように設ければよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：アーク溶接装置
１２、１３、１１２：チャック
１２ａ：ガス抜き孔
１２ｂ：遮蔽壁
１２ｄ：ガス方向制御壁
１４：トーチ電極
１５：ガス供給器
１５ａ：内筒
１５ｂ：外筒
１６：ガスノズル
１７：直流電源
１８：スイッチ
２０：リニアアクチュエータ
２２、２３：チャック支持部材
２４、２５：防止カバー
３１、３２：バスバ
４０：インバータ
４１：樹脂部材

Claims (1)

1. 溶接箇所へ不活性ガスを送り込むガスノズルと、
   前記溶接箇所を挟み込む一対のアース電極チャックと、
   を備えており、
   前記一対のチャックの少なくとも一方に、ガス抜き孔が設けられている、アーク溶接装置。

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