JP2020037115A

JP2020037115A - 溶接トーチの吸引ユニット

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Publication number: JP2020037115A
Application number: JP2018164186A
Authority: JP
Inventors: 幹大藤永; Mikihiro Fujinaga; 佐藤　拓也; Takuya Sato; 拓也佐藤; 寿弥小田原; Hisaya Odawara; 幸明中川; Yukiaki Nakagawa
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-03-12

Abstract

【課題】メンテナンス時における作業効率が高く、溶接トーチ先端に対する位置決めが容易な溶接トーチの吸引ユニットの提供。【解決手段】吸引ユニット１０は、溶接トーチ本体４及び溶接トーチ本体４の先端に接続されるノズル５を、空間ＳＰを隔てて包囲し、ノズル５から発生する溶接ヒュームを吸引する。吸引ユニット１０は、円筒部材１と、円筒部材１の先端に連結される円筒部材２とを備える。円筒部材１のうち、先端側の外周には突起が設けられる。円筒部材２のうち、基端側の端部には、上記突起を嵌合可能なスリットが形成される。スリットは、円筒部材２の円筒軸方向において基端から先端に向けて延伸する第１延伸部と、当該第１延伸部の延伸先から屈曲して当該円筒軸方向に交差する方向に延伸する第２延伸部とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、溶接トーチのノズルから発生する溶接ヒュームを吸引するための吸引ユニットに関する。

従来、アーク溶接においてトーチ先端部から発生する有害ガス（溶接ヒューム）をトーチ外周に設けられた吸込口から強制的に吸込んで排気装置に導く技術が提案されている。例えば、特許文献１では、先端にノズル（４）を備えるトーチ本体（１）に間隙を介してその周囲を包囲する基部リング（１３）及び先端部リング（１８）が設けられている（第２図）。トーチ先端から発生した溶接ヒュームは、基部リング（１３）及び先端部リング（１８）の内側を通って排出口（１４）から排出される。

また、特許文献１では、先端部リング（１８）の端部に切り込みが設けられており、その上から締付バンド（２２）で締付けられることによって基部リング（１３）及び先端部リング（１８）が連結されている。

実開昭４８−７９８８２１号公報

ところで、基部リング（１３）及び先端部リング（１８）には、吸引に伴って溶接ヒュームが堆積するため、所定の間隔（２０〜３０分毎の間隔）で清掃等のメンテナンスを行う必要がある。

しかし、上記特許文献１では、メンテナンスを行う度に、締付バンド（２２）を取り外したり、取り付けたりしなければならず、作業効率が必ずしも良いとは言えない。また、ねじ等の他の固定部材を用いて連結する場合も同様である。

これに対して、固定部材を用いることなく、単に先端部材を基端部材に差し込む方法が考えられるが、溶接トーチ先端に対する先端部材の位置決めを正確に行うことが難しいという別の問題が生じる。

そこで、本発明は、メンテナンス時における作業効率が高く、溶接トーチ先端に対する位置決めが容易な溶接トーチの吸引ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、溶接トーチ本体及び前記溶接トーチ本体の先端に接続されるノズルを、空間を隔てて包囲し、前記ノズルから発生する溶接ヒュームを吸引する、溶接トーチの吸引ユニットであって、第１円筒部材と、前記第１円筒部材の先端に連結される第２円筒部材と、を備え、前記第１円筒部材のうち、先端側の外周には突起が設けられ、前記第２円筒部材のうち、基端側の端部には、前記突起を嵌合可能な嵌合用スリットが形成され、前記嵌合用スリットは、前記第２円筒部材の円筒軸方向において基端から先端に向けて延伸する第１延伸部と、前記第１延伸部の延伸先から屈曲して前記円筒軸方向に交差する方向に延伸する第２延伸部と、を有することを特徴とする溶接トーチの吸引ユニットを提供している。

ここで、前記第２円筒部材のうち、基端側の端部には、複数のスリットが形成されており、前記複数のスリットのうち、少なくとも１つが前記嵌合用スリットであるのが好ましい。

また、前記第２円筒部材が前記第１円筒部材に連結された状態において、前記第２延伸部は、前記第１延伸部の延伸先から上側に屈曲するように構成されるのが好ましい。

また、前記嵌合用スリットは、前記第２延伸部の延伸先から屈曲して前記第２円筒部材の基端に向けて延伸する第３延伸部を更に有するのが好ましい。

また、前記第２円筒部材のうち、前記基端側は、前記基端側に向かって径が拡大するテーパ形状を有しているのが好ましい。

本発明によれば、第２円筒部材の嵌合用スリットに第１円筒部材の突起を嵌合させることにより、第１円筒部材と第２円筒部材とが固定された状態で連結される。そのため、両者を固定するための固定部材を要さず、メンテナンス時における作業効率が向上する。また、突起をスリットに嵌合させることにより、溶接トーチ先端に対する吸引ユニットの位置が一意に決まる。

本発明の実施形態による吸引ユニットを示す側面図。吸引ユニットの内部を説明するための図。第１円筒部材（基端側の円筒部材）を示す斜視図。第２円筒部材（先端側の円筒部材）を示す斜視図。第２円筒部材を示す側面図。第２円筒部材を第１円筒部材に連結する手順（ａ）〜（ｄ）を示す図。第１変形例に係る第２円筒部材を示す側面図。第２変形例に係る第２円筒部材を示す側面図。第３変形例に係る第２円筒部材を示す側面図。第４変形例に係る第２円筒部材を示す側面図。

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による溶接トーチの吸引ユニットについて、図１から図６に基づいて説明する。以下、本発明に係る溶接トーチの吸引ユニットの一例として、図１に示す吸引ユニット１０を例示する。

吸引ユニット１０は、空間ＳＰを隔てて後述のトーチ本体４及びノズル５（図２参照）を包囲し、溶接トーチ先端から発生する溶接ヒュームを吸引するための部材である。溶接ヒュームは、粉じんの一種であり、溶接アーク中に蒸気となった金属が冷却過程中に酸素と結びつき微細な金属酸化物となったものである。

図１に示されるように、吸引ユニット１０は、把持部３の先端に接続される円筒部材１と、円筒部材１の先端に連結される円筒部材２とを備えて構成される。円筒部材１は円筒部材２に対し基端側に配置され、円筒部材２は円筒部材１に対し先端側に配置される。なお、円筒部材１は本発明に係る第１円筒部材の一例であり、円筒部材２は本発明に係る第２円筒部材の一例である。

次に、図２を参照しながら、吸引ユニット１０の内部について簡単に説明する。吸引ユニット１０の内部には、トーチ本体４と、トーチ本体４の先端に装着されるノズル５と、ノズル５の先端に装着されるチップ６と、チップ６に設けられる溶接ワイヤ７とが空間ＳＰを隔てて挿通されている。なお、溶接ワイヤ７は、トーチ本体４及びチップ６内を経て溶接トーチ先端に送り出されている。

溶接電流は、トーチ本体４の導電部（不図示）を経てチップ６を介して溶接ワイヤ７に供給される。

シールドガス（不活性ガス）は、トーチ本体４内を経てノズル５に供給され、ノズル５から放出される。

シールドガスの放出中に発生する溶接ヒュームは、円筒部材２の先端に形成されている吸気口２ｈ（図４参照）から吸引される。図２の破線矢印に示されるように、吸引された溶接ヒュームは、空間ＳＰを通って基端側に流れていき、図示しない排気口を介して外部へ排出される。

また、本実施形態では、円筒部材２の外径は、円筒部材１の外径よりも大きい。詳細には、円筒部材１の先端外周面が円筒部材２の基端内側に接触しながら挿通できる程度に、円筒部材２の外径は円筒部材１の外径よりも大きい。そのため、円筒部材１と円筒部材２とを連結（接続）する場合には、円筒部材１の先端が円筒部材２の基端に挿通した状態で固定される。なお、円筒部材１と円筒部材２との固定方法については後に詳述する。

図３に示されるように、円筒部材１は、基端から先端に向けて緩やかに曲がったＲ形状を有している。円筒部材１のうち、先端側外周（先端側の円筒表面）には突起１１が設けられており、基端側外周（基端側の円筒表面）には固定部材１３が対向するように２箇所に設けられている。

突起１１は、円筒部材２に形成される後述のスリット２１（図４）に嵌合し、円筒部材１と円筒部材２とを連結した状態で固定するのに用いられる部材である。

固定部材１３は、円筒部材１を上述の把持部３（図１参照）に連結した状態で固定するのに用いられる部材である。

図４及び図５に示されるように、円筒部材２の先端側は、先端に向かって徐々に内側に狭まっている。また、円筒部材２の先端側には、周方向に複数の吸気口２ｈが形成されている。吸気口２ｈは、上述したように、シールドガスの放出中に発生した溶接ヒュームを吸い込むために形成された穴である。

また、円筒部材２の基端部には、コの字状のスリット２１が形成されている。上述したとおり、スリット２１には、円筒部材２を円筒部材１に連結する際に、円筒部材１の突起１１が嵌合する。なお、スリット２１は、本発明に係る嵌合用スリットの一例である。

図５に示されるように、スリット２１は、３つの延伸部２１１，２１２，２１３からなり、コの字形状を有している。

延伸部２１１は、円筒軸ＡＸの方向において基端から先端に向けて延伸する領域であり、本発明に係る第１延伸部の一例である。

延伸部２１２は、延伸部２１１の延伸先から屈曲して円筒軸ＡＸに交差する方向（ここでは円筒軸ＡＸに直交する周方向）において上側に延伸する領域であり、本発明に係る第２延伸部の一例である。

延伸部２１３は、延伸部２１２の延伸先から屈曲して円筒部材２の基端に向けて延伸する領域であり、本発明に係る第３延伸部の一例である。

次に、図６を参照しながら、円筒部材２を円筒部材１に連結する手順（詳細には、円筒部材２のスリット２１に円筒部材１の突起１１を嵌合させる手順）を説明する。

図６（ａ）に示されるように、まず、円筒部材２に形成されたスリット２１の基端を円筒部材１の突起１１に位置合わせする。

その後、図６（ｂ）に示されるように、円筒部材２を円筒部材１の方向Ｄ１に向けて押し込む。これに伴い、突起１１がスリット２１の延伸部２１１（図５）を介して延伸部２１１の延伸先に移動する。

続いて、図６（ｃ）に示されるように、円筒部材２を方向Ｄ２に回動させる。これに伴い、突起１１がスリット２１の延伸部２１２（図５）を介して延伸部２１２の延伸先に移動する。

最後に、図６（ｄ）に示されるように、円筒部材２を円筒部材１から離れる方向Ｄ２に向けて引っ張る。これに伴い、突起１１がスリット２１の延伸部２１３（図５）を介して延伸部２１３の延伸先に移動する。

上述した手順により、円筒部材２のスリット２１に円筒部材１の突起１１が嵌合し、円筒部材２が円筒部材１に連結される。

本実施形態によれば、円筒部材１の突起１１を円筒部材２のスリット２１に嵌合させることにより、固定部材等を用いることなく、円筒部材２を円筒部材１に連結することができる。そのため、メンテンナンス等で円筒部材２を円筒部材１から取り外す場合に、固定部材等の脱着作業が不要になり、作業効率が向上する。

また、本実施形態によれば、突起１１をスリット２１に嵌合させることにより、溶接トーチ先端（溶接ワイヤ７の先端）に対する吸引ユニット１０の位置が一意に決まる。溶接トーチ先端に対する吸引ユニット１０の位置が不適切な場合、溶接ヒュームのみならず、誤ってシールドガスが吸引される可能性がある。そのため、溶接トーチ先端に対する吸引ユニット１０の位置を一意に決定できる本実施形態の態様は有用である。

また、本実施形態によれば、スリット２１が３つの延伸部２１１，２１２，２１３によってコの字状に構成されている。そして、円筒部材２を円筒部材１に連結する場合に、突起１１が延伸部２１３の延伸先まで移動する。そのため、スリット２１を直線状に構成する態様やＬ字状に構成する態様に比べて、突起１１がスリット２１から外れにくい。

また、本実施形態によれば、円筒部材２が円筒部材１に連結された状態において、延伸部２１２が延伸部２１１の延伸先から上方向に屈曲している。そのため、円筒部材２の自重が延伸部２１２の延伸先にかかるため、延伸部２１２が延伸部２１１の延伸先から下方向に屈曲する場合と比較すると、突起１１がスリット２１から外れにくい。

なお、本実施形態では、スリット２１がコの字状に構成される場合を例示したが、別態様として、円筒部材２の基端から先端に向けて一直線状の切り込みを形成し、その切込みに突起１１を差し込む態様等も想定される。

しかし、一直線上のスリットに突起１１を差し込む態様においては、差し込み（挿入）加減が強いと、突起１１がスリットの奥まで入り込み過ぎる可能性がある。その場合、吸引ユニット１０と溶接トーチ先端との距離が近くなり過ぎることから、溶接ヒュームに加えてシールドガスを誤って吸引する可能性があり、好ましくない。一方、差し込み（挿入）加減が弱いと、作業中に円筒部材２が円筒部材１から脱落してしまう可能性があり、好ましくない。

＜２．変形例＞
本発明による溶接トーチの吸引ユニットは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施形態では、図５に示されるように、円筒部材２の基端側がフラットな円筒形状を有する場合を例示したが、これに限定されない。図７に示されるように、円筒部材２のうち、基端側の一部２３が当該基端側に向かって外側に広がる（径が拡大する）テーパ形状を有するようにしてもよい。かかる変形例のように、基端側の一部２３をテーパ形状にすることにより、円筒部材２を円筒部材１に挿通し易くなる。

また、上記実施形態では、スリット２１がコの字状に構成される場合を例示したが、これに限定されない。図８に示されるように、スリット２１が延伸部２１１と延伸部２１２とを有するＬ字形状で構成されるようにしてもよい。

かかる変形例によれば、上記実施形態のコの字形状に比べると、突起１１がスリット２１から外れる可能性は若干高まるものの、スリット２１を簡易に構成できる。また、円筒部材２が円筒部材１に連結された状態において、延伸部２１２が延伸部２１１の延伸先から上方向に屈曲している。そのため、円筒部材２の自重が延伸部２１２の延伸先にかかるため、突起１１がスリット２１から外れる可能性は低い。

また、延伸部２１２を延伸部２１１に対して直交させず、図９に示されるように延伸部２１２Ａを延伸部２１１に対して上方向かつ基端側に屈曲させてもよい。即ち、延伸部２１２Ａが延伸部２１１に対して直角ではなく、鋭角をなすように構成してもよい。これにより、スリット２１をＬ字形状で構成した場合であっても突起１１がスリット２１から外れにくくなる。

また、上記実施形態では、円筒部材２の基端部に嵌合用のスリット２１が単独で形成されている場合を例示したが、これに限定されない。例えば、図１０に示されるように、嵌合用のスリット２１のみならず、直線状のスリット２２，２３が形成されるようにしてもよい。直線状のスリット２２，２３は、円筒部材２を円筒部材１に嵌め込み易くするためのものである。直線状のスリット２２はスリット２１から時計回りに９０度回転した位置に形成され、直線状のスリット２３はスリット２１から反時計回りに９０度回転した位置に形成されている。このように、円筒部材２の基端部に複数のスリットが形成され、複数のスリットのうちの１つが突起１１を嵌合するための嵌合用のスリット２１として構成され、その他のスリットが円筒部材２を円筒部材１に嵌め込み易くするための直線状のスリット２２，２３として構成されるようにしてもよい。

以上のように本発明にかかる溶接トーチの吸引ユニットは、溶接ヒュームを発生する溶接トーチ等に適している。

１円筒部材、２円筒部材、２ｈ吸気口、３把持部、４トーチ本体、
５ノズル、６チップ、７溶接ワイヤ、１０吸引ユニット、１１突起、
１３固定部材、２１スリット、２１１，２１２，２１３延伸部、
ＡＸ円筒軸、Ｄ１方向、Ｄ２方向、ＳＰ空間

Claims

溶接トーチ本体及び前記溶接トーチ本体の先端に接続されるノズルを、空間を隔てて包囲し、前記ノズルから発生する溶接ヒュームを吸引する、溶接トーチの吸引ユニットであって、
第１円筒部材と、
前記第１円筒部材の先端に連結される第２円筒部材と、
を備え、
前記第１円筒部材のうち、先端側の外周には突起が設けられ、
前記第２円筒部材のうち、基端側の端部には、前記突起を嵌合可能な嵌合用スリットが形成され、
前記嵌合用スリットは、前記第２円筒部材の円筒軸方向において基端から先端に向けて延伸する第１延伸部と、前記第１延伸部の延伸先から屈曲して前記円筒軸方向に交差する方向に延伸する第２延伸部とを有することを特徴とする溶接トーチの吸引ユニット。
前記第２円筒部材のうち、基端側の端部には、複数のスリットが形成されており、
前記複数のスリットのうち、少なくとも１つが前記嵌合用スリットであることを特徴とする請求項１に記載の溶接トーチの吸引ユニット。
前記第２円筒部材が前記第１円筒部材に連結された状態において、前記第２延伸部は、前記第１延伸部の延伸先から上側に屈曲するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接トーチの吸引ユニット。
前記嵌合用スリットは、前記第２延伸部の延伸先から屈曲して前記第２円筒部材の基端に向けて延伸する第３延伸部を更に有することを特徴とする請求項１から３のうち何れかに記載の溶接トーチの吸引ユニット。
前記第２円筒部材のうち、前記基端側は、前記基端側に向かって径が拡大するテーパ形状を有していることを特徴とする請求項１から４のうち何れかに記載の溶接トーチの吸引ユニット。