JP2021007974A - 溶接用チップ - Google Patents

Abstract

【課題】送給方向によらず、溶接ワイヤへ安定して給電可能な溶接用チップを提供する。【解決手段】溶接用チップ１００は、チップケース２０と、その内部に収容されたチャック１０と、チャック１０に設けられた板バネ収容部１３に収容された板バネ４０と、を備えている。チャック１０は、対向配置された２つの分割チャック１１からなる。チップケース２０の内周面には円環状の溝部２３が、分割チャック１１の外周面には凸部１２がそれぞれ設けられており、溝部２３に凸部１２を係合させる。板バネ４０が分割チャック１１の上側を径方向外側に向かって付勢することで、下側は径方向内側に変位し、分割チャック１１の第８の面１１ｈが溶接ワイヤ３０００への給電点として構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、消耗電極方式のアーク溶接で用いられる溶接用チップに関する。

消耗電極方式のアーク溶接で用いられる溶接トーチの内部には、溶接ワイヤに溶接電流を供給するための溶接用チップが設けられている。溶接用チップには貫通孔が設けられており、貫通孔の内周面が溶接ワイヤに接触し溶接ワイヤへの給電点として機能する。

例えば、特許文献１には、円筒状の溶接用チップの下端部にスリットを形成することにより、スリ割り部を設けた構成が開示されている。また、溶接用チップの上端部及び下端部をそれぞれ円錐形状の凸部としている。この構成では、溶接用チップの上端側に、バネを含む加圧機構を設け、溶接用チップを溶接ワイヤの送給方向に加圧することで、凸部とトーチボディに設けられた円錐形状の凹部とが当接して、溶接用チップの下端部が軸心方向に押される。このことにより、スリ割り部が軸心方向に変形して、貫通孔の内周面と溶接ワイヤとが確実に接触される。

特公平０２−０２７０２４号公報

特許文献１に開示された従来の構成は、貫通孔の内周面が摩耗した場合でも、溶接ワイヤが溶接用チップに安定して接触するため、安定した強制給電機構を実現できる。

ところで、アーク溶接において、溶接ワイヤをワークに向けて送給する、いわゆる正送と、ワークから離れるように送給する、いわゆる逆送と、を繰り返して溶接を行う場合がある。

しかし、特許文献１に開示された従来の構成では、溶接用チップを溶接ワイヤの正送方向にのみ加圧しているため、逆送時に溶接ワイヤを十分に把持できない可能性があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、溶接ワイヤの送給方向によらず、溶接ワイヤへ安定して給電可能な溶接用チップを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る溶接用チップは、溶接ワイヤが挿通される第１の開口及び第２の開口が上下方向に所定の間隔をあけて設けられた筒状のチップケースと、前記チップケースの内部に収容されたチャックと、前記チャックの上部に設けられた板バネ収容部に収容された板バネと、を少なくとも備え、前記チャックは、複数の分割チャックが前記チップケースの半径方向に沿って配置されることで構成され、前記チップケースの内周面には内周方向に沿って円環状の溝部が設けられ、前記分割チャックの外周面には外周方向に沿って凸部が設けられ、前記溝部に前記凸部を係合させることで、前記チップケースに前記チャックが位置決めされて取り付けられ、前記板バネが前記複数の分割チャックの上側を前記チップケースの半径方向外側に向かってそれぞれ付勢することで、前記複数の分割チャックの下側は前記チップケースの半径方向内側に変位し、前記複数の分割チャックの隙間に前記溶接ワイヤが挿通されたときに、前記分割チャックの下側の内側面が前記溶接ワイヤへの給電点として構成されることを特徴とする。

この構成によれば、溶接ワイヤの送給方向によらず、給電点の位置、ひいては溶接ワイヤへの給電性能を安定させることができる。

本発明の溶接用チップによれば、溶接ワイヤへの給電性能を安定させることができる。

本発明の一実施形態に係る溶接トーチの断面模式図である。 溶接用チップの分解斜視図である。 チャックの側面図である。 分割チャックの斜視図である。 第１のチップケースの側面図である。 図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線での断面図である。 第２のチップケースの断面図である。 絶縁ガイドの断面図である。 板バネの斜視図である。 溶接用チップの組立手順を説明する断面模式図である。 図８Ａに続く工程を説明する断面模式図である。 図８Ｂに続く工程を説明する断面模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態）
［溶接トーチの構成］
図１は、本実施形態に係る溶接トーチの断面模式図を示す。なお、説明の便宜上、図１において、溶接トーチ１０００の先端部分のみを図示し、それ以外の箇所の図示を省略している。

また、以降の説明において、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２との配列方向を軸方向と、チップケース２０の外周方向を周方向と、チップケース２０の半径方向を径方向とそれぞれ呼ぶことがある。また、軸方向において、板バネ４０が配置された側を上または上側と、その反対側、つまり、絶縁ガイド３０が配置された側を下または下側とそれぞれ呼ぶことがある。径方向において、チップケース２０の中心側を内側と、その反対側である外周側を外側とそれぞれ呼ぶことがある。

図１に示すように、溶接トーチ１０００は、トーチボディ２００とチップボディ３００とオリフィス４００と絶縁筒５００と溶接用チップ１００とノズル６００とを有している。

トーチボディ２００は筒状の金属製部品であり、内部にチップボディ３００を収容するとともに、下端にオリフィス４００が取り付けられている。また、トーチボディ２００の下側に絶縁筒５００が取り付けられ、絶縁筒５００を介してトーチボディ２００にノズル６００が取り付けられている。また、トーチボディ２００の図示しない上側には、トーチケーブル（図示せず）が接続されている。トーチケーブルは、溶接ワイヤ３０００とアーク溶接時にワーク２０００に吹き付けられるガスを流すためのガス配管（図示せず）とがまとめられた複合ケーブルである。

チップボディ３００は筒状の金属製部品であり、軸心に溶接ワイヤ３０００を挿通するための貫通孔３１０と、その周囲にガス通過孔３２０とを有している。ガス配管を通ったガスはガス通過孔３２０とチップボディ３００及びオリフィス４００のそれぞれの側面に設けられた開口３３０，４１０を通ってノズル６００からワーク２０００に向かって吹き付けられる。

また、チップボディ３００の下端部は袋ナットになっていて、第２のチップケース２２に設けられたネジ山（図示せず）が螺合されることで、第２のチップケース２２がチップボディ３００に取り付け固定されている。

溶接用チップ１００は、チャック１０とチップケース２０と板バネ４０と絶縁ガイド３０とを有している。また、チップケース２０は第１のチップケース２１と第２のチップケース２２とが接続されて構成される。溶接用チップ１００の構成については後で詳述する。

ノズル６００は筒状の金属部品であり、トーチボディ２００の下部とチップボディ３００とオリフィス４００と溶接用チップ１００とを内部に収容している。なお、溶接用チップ１００の下端部はノズル６００から下方に突出して配置されている。ノズル６００は、アーク溶接時に発生するアークや熱から内部に収容された部品を保護している。また、ノズル６００の内部空間はトーチケーブルから供給されたガスの通り道となる。

チップボディ３００の貫通孔３１０と第２のチップケース２２の第２の開口２２ｄ（図５参照）と第１のチップケース２１の第１の開口２１ｄ（図４Ｂ参照）及び絶縁ガイド３０の貫通孔３１（図６参照）をそれぞれ通過して、溶接ワイヤ３０００の先端が溶接用チップ１００から飛び出して、ノズル６００の下側に配置される。実際のアーク溶接を行う場合は、溶接ワイヤ３０００の先端とワーク２０００の被溶接面との距離が所定の範囲となるように溶接ワイヤ３０００が送給される。なお、図示しないが、溶接ワイヤ３０００は、表面に銅等のメッキが施されている。

［溶接用チップの構成］
図２は、溶接用チップの分解斜視図を示す。図３Ａは、チャックの側面図を、図３Ｂは、分割チャックの斜視図をそれぞれ示す。図４Ａは、第１のチップケースの側面図を、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線での断面図をそれぞれ示す。図５は、第２のチップケースの断面図を、図６は、絶縁ガイドの断面図を、図７は、板バネの斜視図をそれぞれ示す。

図１，２に示すように、溶接用チップ１００は、チャック１０とチップケース２０と板バネ４０と絶縁ガイド３０とを有しており、図２，３Ａに示すように、チャック１０は、２つの分割チャック１１をチップケース２０内で径方向に対向させて配置することで構成されている。

分割チャック１１は、銅または銅系合金からなる部品であり、図２，３Ａ，３Ｂに示すように、分割チャック１１の外周面は円筒面の一部をなしており、周方向に沿って径方向外側に突出する凸部１２が形成されている。一方、内側面は傾斜が異なる複数の平面で構成されている。

分割チャック１１の内側面は、その上端部から軸方向に沿って下側に延びる第１の面１１ａと、第１の面１１ａの下辺から径方向外側に延びる第２の面１１ｂと、第２の面１１ｂの径方向外側の端辺から下側に向かって延びる第３の面１１ｃとを有している。第３の面１１ｃは、下側に向かうにつれて径方向内側に向かうように傾斜している傾斜面である。

分割チャック１１の内側面は、第３の面１１ｃの下辺に連続して軸方向に沿って延びる第４の面１１ｄと、第４の面１１ｄを挟んでその両側に設けられた第５の面１１ｅ及び第６の面１１ｆとをさらに有している。第５の面１１ｅは第４の面１１ｄに対して所定の角度で傾斜して分割チャック１１の外周面に連続している。また、第６の面１１ｆは、径方向の断面視で第５の面１１ｅと対称に設けられ、分割チャック１１の外周面に連続している。

分割チャック１１の内側面は、第４の面１１ｄの下辺に連続した傾斜面である第７の面１１ｇと、第７の面１１ｇの下辺に連続して軸方向に沿って延びる第８の面１１ｈと、をさらに有している。第７の面１１ｇは、下側に向かうにつれて径方向内側に向かうように傾斜している傾斜面である。第８の面１１ｈの下辺が分割チャック１１の下端に相当する。また、第５の面１１ｅ及び第６の面１１ｆは第７の面１１ｇ及び第８の面１１ｈにもそれぞれ連続しており、第５の面１１ｅの下辺及び第６の面１１ｆの下辺も分割チャック１１の下端に相当する。

また、図３Ａに示すように、２つの分割チャック１１は、チップケース２０内で径方向に関して所定の間隔を開けて対向して配置される。それぞれの分割チャック１１に形成された第２の面１１ｂ及び第３の面１１ｃで挟まれた部分に板バネ収容部１３を構成する空間が形成される。

分割チャック１１にそれぞれ設けられ、互いに対向する第１の面１１ａ同士の間隔は、第４の面１１ｄ同士の間隔よりも広く、また、第４の面１１ｄ同士の間隔は、第８の面１１ｈ同士の間隔よりも広くなっている。後で述べるように、２つの分割チャック１１の隙間に挿通された溶接ワイヤ３０００は、互いに対向する第８の面１１ｈに挟持される。つまり、分割チャック１１にそれぞれ設けられた第８の面１１ｈは、溶接ワイヤ３０００と接触し、溶接ワイヤ３０００に溶接電流を供給する給電点として機能する。

また、２つの分割チャック１１の隙間のうち、一方の分割チャック１１に形成された第５の面１１ｅと他方の分割チャック１１に形成された第６の面１１ｆとが対向する部分は、径方向外側に向かうにつれて周方向の幅が広くなっている。

図１，２に示すように、チップケース２０は、第１のチップケース２１と、その上側に配置された第２のチップケース２２とが互いに着脱可能に接続されて構成される部品であり、その材質は分割チャック１１と同様である。また、チップケース２０の内部に前述のチャック１０が位置決めされて取り付けられる。

図４Ａ，４Ｂに示すように、第１のチップケース２１は、円筒状の第１の部分２１ａと、第１の部分２１ａに連続してその下側に設けられた円筒状の第２の部分２１ｂと、第２の部分２１ｂに連続してその下側に設けられた円錐台状の第３の部分２１ｃとを有している。第１の部分２１ａと第２の部分２１ｂとは内径が同じである一方、第２の部分の外径２１ｂは第１の部分２１ａの外径よりも長くなっている。

第１の部分２１ａの上端面の内周側に第１の切り欠き部２１ｇが円環状に形成されている。第１の切り欠き部２１ｇは、軸方向の断面視で、面取りされた形状となっている。なお、第１の部分２１ａの外周面には図示しないネジ山が設けられており、第１の部分２１ａは、後で述べる第２のチップケース２２に螺合する雄ネジとして構成される。

第２の部分２１ｂの側面には、第２の部分２１ｂをその厚さ方向に貫通する排出口２１ｆが径方向に対向して２箇所設けられている。２つの排出口２１ｆは、２つの分割チャック１１の隙間と側面視でそれぞれ重なるように設けられている。アーク溶接時に給電点近傍で発生する摩耗粉やメッキカスは、２つの分割チャック１１の隙間から排出口２１ｆを通じて溶接用チップ１００の外部に排出される。

第３の部分２１ｃは下面が開口しており、内部に絶縁ガイド３０を収容するための空間が設けられている。また、第２の部分２１ｂと第３の部分２１ｃとは軸心に溶接ワイヤ３０００が挿通される第１の開口２１ｄが形成された隔壁２１ｅにより区画されており、第２の部分２１ｂの内部空間にチャック１０の下部、具体的には、凸部１２から下側の部分が収容される（図１，８Ｃ参照）。

図５に示すように、第２のチップケース２２は、円筒状の第４の部分２２ａと、第４の部分２２ａに連続してその下側に設けられた円筒状の第５の部分２２ｂ及び第６の部分２２ｃとを有しており、第４の部分２２ａは軸心に溶接ワイヤ３０００を挿通するための第２の開口２２ｄを有している。

第５の部分２２ｂは第４の部分２２ａに連続する一方、その外径は第４の部分２２ａの外径よりも長くなっている。第５の部分２２ｂの内部空間は第４の部分２２ａに設けられた第２の開口２２ｄに連通している。また、第５の部分２２ｂの内部空間にチャック１０の上部、具体的には、凸部１２から上側の部分と板バネ４０とが収容される（図１，８Ｃ参照）。また、第４の部分２２ａの外周面には図示しないネジ山が設けられており、袋ナットであるチップボディ３００の下端部に螺合される。

第６の部分２２ｃは第５の部分２２ｂに連続し、その外径は第５の部分２２ｂの外径と同じである一方、内径は第５の部分２２ｂの内径よりも長くなっている。また、第６の部分２２ｃの下面は開口している。また、第５の部分２２ｂの内周面と第６の部分２２ｃの内周面との間にはテーパー部２２ｅが形成されている。

第５の部分２２ｂの内径は第１のチップケース２１に設けられた第１及び第２の部分２１ａ，２１ｂの内径と略同じ長さである。また、第６の部分２２ｃの内径は第１の部分２１ａの外径と略同じ長さである。

なお、本願明細書において、「略同じ」または「略同一」とは溶接用チップ１００を構成する各部品の製造公差や組立公差を含んで比較対象となる各部が同じまたは同一であるという意味であり、当該各部が厳密に同じまたは同一であることを意味するものではない。

第６の部分２２ｃの内周面には図示しないネジ山が形成されており、第６の部分２２ｃは袋ナットを構成している。この袋ナットに雄ネジとなる第１のチップケース２１の第１の部分２１ａが螺合されて、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２とが互いに締結固定される。

テーパー部２２ｅは、第２のチップケース２２の内周面に円環をなすように設けられ、第５の部分２２ｂの内周面と第６の部分２２ｃの内周面とに連続している。テーパー部２２ｅは、軸方向の断面視で、面取りされた形状となっている。つまり、軸方向に対して傾斜した面である。また、第２のチップケース２２の下端面の内周が面取りされて、第２の切り欠き部２２ｆが円環状に形成されている。第２の切り欠き部２２ｆは、第２のチップケース２２を第１のチップケース２１に挿入しやすくするために設けられている。

図６に示すように、絶縁ガイド３０は、絶縁性セラミックからなり、軸心に溶接ワイヤ３０００を挿通するための貫通孔３１を有する部品であり、前述したとおり、第１のチップケース２１の第３の部分２１ｃの内側に収容されている。絶縁ガイド３０は、アーク溶接時に発生するスパッタ等からチャック１０や板バネ４０を保護するために設けられている。また、スパッタの付着により、本来の給電点以外の場所でチャック１０から溶接ワイヤ３０００に給電されるのを防止している。

図７に示すように、板バネ４０は、平板状の金属部材がＶ字形状に折り曲げられてなり、その中央に溶接ワイヤ３０００を通過させる第３の開口４１が形成されている。板バネ４０は、チャック１０やチップケース２０を構成する銅または銅系合金よりも耐熱性が高い材料を用いて形成されており、本実施形態における板バネ４０の材質はインコネルである。ただし、これに特に限定されない。

なお、第１のチップケース２１に設けられた第１の開口２１ｄや第２のチップケース２２に設けられた第２の開口２２ｄや絶縁ガイド３０に設けられた貫通孔３１及び板バネ４０に設けられた第３の開口４１は、それぞれの直径または径方向の寸法が、溶接ワイヤ３０００の直径よりも長くなっている。このことにより、溶接ワイヤ３０００が軸方向へ容易に移動できるようになっている。同様に、チップボディ３００に設けられた貫通孔３１０の直径も、溶接ワイヤ３０００の直径よりも長くなっている。

このように構成された溶接用チップ１００の内部に溶接ワイヤ３０００が挿通されて、図示しないワイヤ送給機構により、正送と逆送とを繰り返しながら、ワーク２０００（図１参照）に対してアーク溶接が行われる。

［溶接用チップの組立手順］
図８Ａ〜８Ｃは、溶接用チップの組立手順を説明する断面模式図を示す。なお、説明の便宜上、図８Ａ〜８Ｃにおいて、第１のチップケース２１及び第２のチップケース２２は一部のみを図示している。

図８Ａに示すように、まず、２つの分割チャック１１を準備し、これらを径方向で対向させて第１のチップケース２１に配置する。このとき、分割チャック１１に設けられた凸部１２が第１のチップケース２１に設けられた第１の切り欠き部２１ｇに当接するように、２つの分割チャック１１を第１のチップケース２１の内部に配置する。また、２つの分割チャック１１の間に設けられた板バネ収容部１３に板バネ４０が収容される。

この時点で、チャック１０は下側に押されて、第１のチップケース２１に押し付けられている。また、板バネ４０が挟み込まれて収容された分割チャック１１のそれぞれの上側が径方向内側に押されて、板バネ４０が縮められている。図８Ａに示すように、第１の切り欠き部２１ｇに凸部１２が当接した状態でチャック１０の外径は第１のチップケース２１の第１及び第２の部分２１ａ，２１ｂの内径よりも短くなるように設定されている。従って、チャック１０の外周面と第１及び第２の部分２１ａ，２１ｂの内周面とは径方向に所定の間隔をあけて配置されている。なお、第１のチップケース２１の第１及び第２の部分２１ａ，２１ｂの内径と第２のチップケース２２の第５の部分２２ｂの内径はチップケース２０の内径に相当する。

次に、図８Ｂに示すように、チャック１０を下側に押した状態で、分割チャック１１のそれぞれに対し、径方向内側に加えていた荷重を開放すると、板バネ４０の復元力により、分割チャック１１のそれぞれの上側が付勢されて径方向外側に開く。このとき、第１の切り欠き部２１ｇに当接した凸部１２を支点として、分割チャック１１のそれぞれの下側が径方向内側に変位して近づくように分割チャック１１が傾動する。その結果、分割チャック１１のそれぞれに設けられた第８の面１１ｈ同士の間隔が縮まる。

図８Ｃに示すように、第１のチップケース２１に第２のチップケース２２を取り付ける。具体的には、袋ナットを構成する第２のチップケース２２の第６の部分２２ｃを、雄ネジを構成する第１のチップケース２１の第１の部分２１ａに螺合して第１のチップケース２１と第２のチップケース２２とが接続される。このとき、第２のチップケース２２の第６の部分２２ｃに第１のチップケース２１の第１の部分２１ａが収容されるとともに、第１のチップケース２１の第１及び第２の部分２１ａ，２１ｂの内部空間と第２のチップケース２２の第５の部分２２ｂの内部空間とにチャック１０及び板バネ４０が収容される。

また、第１のチップケース２１に設けられた第１の切り欠き部２１ｇと第２のチップケース２２に設けられたテーパー部２２ｅとが軸方向に対向して配置されることで、チップケース２０の内周面、具体的には、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２との接続部の内周面に溝部２３が設けられる。この溝部２３にチャック１０の外周面に設けられた凸部１２が係合することで、チャック１０がチップケース２０に位置決めされて取り付けられる。

また、図８Ｃに示す状態において、分割チャック１１のそれぞれは、板バネ４０に付勢されているため、溝部２３に係合された凸部１２を支点として、上側が径方向外側に開く一方、下側が径方向内側に寄せられている。

なお、溝部２３のサイズは凸部１２のサイズよりも若干大きくなるように設定されている。特に、軸方向の幅は凸部１２よりも溝部２３のほうが広くなっている。このため、凸部１２は溝部２３の内部で変位可能となっている。このことにより、図８Ｃに示す状態で、チャック１０は、その凸部１２がチップケース２０の溝部２３に係合された状態で所定の範囲の傾動が可能となっている。

このように組み立てられた溶接用チップ１００をさらに溶接トーチ１０００に組み込んだ後に、チップボディ３００の貫通孔３１０及び溶接用チップ１００の内部に溶接ワイヤ３０００が挿通される。

分割チャック１１のそれぞれの上側が径方向外側に開くことで、チャック１０の上側の隙間は溶接ワイヤ３０００の直径よりも確実に広くなるように設定される。一方、分割チャック１１のそれぞれの下側が径方向内側に寄せられて変位しているため、チャック１０の下側の隙間、具体的には第８の面１１ｈ同士の間隔は、溶接ワイヤ３０００の直径よりも若干狭くなるように設定される。

従って、溶接用チップ１００の上側から送り込まれた溶接ワイヤ３０００は、第２のチップケース２２の第２の開口２２ｄと板バネ４０に設けられた第３の開口４１とを通過して、２つの分割チャック１１の隙間に挿入される。このとき、２つの分割チャック１１の上側の隙間は押し拡げられているため、溶接ワイヤ３０００を容易に通過させることができる。

溶接ワイヤ３０００をさらに下側に送り込むと、分割チャック１１のそれぞれに設けられた第８の面１１ｈに接触し、さらに、第１のチップケース２１の第１の開口２１ｄ及び絶縁ガイド３０の貫通孔３１を通過して、溶接ワイヤ３０００の先端が溶接用チップ１００から飛び出して、その下側に配置される。

なお、溶接ワイヤ３０００が、分割チャック１１のそれぞれに設けられた第８の面１１ｈの間を通過する際に、チャック１０の下側が径方向外側に若干押し拡げられるが、板バネ４０の復元力により、すぐに元の位置に戻ろうとするため、溶接ワイヤ３０００が分割チャック１１の第８の面１１ｈに確実に挟持されるようになっている。

なお、内部のクリーニングや部品交換等のメンテナンスのために、溶接用チップ１００を分解する場合には、前述したのと逆の手順で行えばよい。例えば、第２のチップケース２２を第１のチップケース２１から取り外して、さらに、チャック１０を第１のチップケース２１から取り出して、板バネ４０を外し、２つの分割チャック１１に分ける。そうした上で、個々の部品の点検やクリーニングを行い、必要に応じて、部品を交換する。

［効果等］
以上説明したように、本実施形態に係る溶接用チップ１００は、溶接ワイヤ３０００が挿通される第１の開口２１ｄ及び第２の開口２２ｄが上下方向に所定の間隔をあけて設けられた筒状のチップケース２０と、チップケース２０の内部に収容されたチャック１０と、チャック１０の上部に設けられた板バネ収容部１３に収容された板バネ４０と、を少なくとも備えている。

チャック１０は、２つの分割チャック１１がチップケース２０の半径方向に対向して配置されることで構成されている。

チップケース２０の内周面には内周方向に沿って円環状の溝部２３が設けられている。また、分割チャック１１の外周面には外周方向に沿って凸部１２が設けられている。溝部２３に凸部１２を係合させることで、チップケース２０にチャック１０が位置決めされて取り付けられている。

板バネ収容部１３に収容された板バネ４０が２つの分割チャック１１の上側をチップケース２０の半径方向外側に向かってそれぞれ付勢することで、２つの分割チャック１１の下側はチップケース２０の半径方向内側に変位し、２つの分割チャック１１の隙間に溶接ワイヤ３０００が挿通されたときに、分割チャック１１の下側の内側面である第８の面１１ｈが溶接ワイヤ３０００への給電点として構成される。

溶接用チップ１００をこのように構成することで、溶接ワイヤ３０００の送給方向によらず、給電点の位置、ひいては溶接ワイヤ３０００への給電性能を安定させることができる。

例えば、特許文献１に開示された従来の構成では、溶接用チップを溶接ワイヤの正送方向に加圧することで、溶接用チップの先端部に設けられたスリ割り部が軸心方向に変形して、貫通孔の内周面と溶接ワイヤとを確実に接触させている。このことにより、貫通孔の内周面が摩耗した場合にも、給電点の位置が変化することなく、溶接ワイヤに安定して給電することができる。

しかし、上記の場合、溶接用チップが溶接ワイヤの正送方向にのみ加圧されているため、溶接ワイヤに加わる送給抵抗が、溶接ワイヤの正送時と逆送時とで異なってしまう。よって、溶接ワイヤと溶接用チップとの接触状態が正送時と逆送時とで変化するおそれがあった。また、溶接用チップにおける溶接ワイヤとの接触位置、つまり、給電点の位置も変化するおそれがあった。このようなことが生じると、溶接ワイヤへの給電性能が安定せず、ひいては、良好なアーク溶接を行えない可能性があった。

一方、本実施形態によれば、板バネ４０が２つの分割チャック１１の上側を径方向外側に向かってそれぞれ付勢することで、溝部２３に係合された凸部１２を支点として、２つの分割チャック１１の下側が径方向内側に寄せられるようにそれぞれ変位し、２つの分割チャック１１で溶接ワイヤ３０００が把持される。

また、分割チャック１１が板バネ４０から径方向に付勢される一方、溶接ワイヤ３０００は軸方向に移動する。このため、溶接ワイヤ３０００の正送時と逆送時とで溶接ワイヤ３０００に加わる送給抵抗があまり変化せず、溶接ワイヤ３０００と溶接用チップ１００との接触状態、ひいては、給電点の位置を安定させることができる。このことにより、溶接ワイヤ３０００への給電性能が安定し、良好なアーク溶接を行うことができる。

チップケース２０は、第１の開口２１ｄが設けられた筒状の第１のチップケース２１と第２の開口２２ｄが設けられた筒状の第２のチップケース２２とが互いに着脱可能に接続されてなり、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２との接続部の内周面に溝部２３が設けられている。

チップケース２０をこのように構成することで、チップケース２０の内部に収容されたチャック１０や板バネ４０を容易に取り出すことができる。また、チップケース２０から取り出されたチャック１０は、板バネ４０を取り外して２つの分割チャック１１に容易に分けられる。このことにより、個々の部品のクリーニングや交換が容易に行える。つまり、メンテナンス性が向上した溶接用チップ１００を実現できる。

また、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２との接続部の内周面に溝部２３を設けるため、チップケース２０内でのチャック１０の軸方向の位置が自動的に定まる。このことにより、給電点となる分割チャック１１の第８の面１１ｈの位置が軸方向で容易に定まり、安定して溶接ワイヤ３０００に給電することができる。

第１のチップケース２１の側面には、第１のチップケース２１をその厚さ方向に貫通し、溶接時に給電点の近傍で発生する摩耗粉やメッキカスを外部に排出する２つの排出口２１ｆが径方向に対向して設けられている。

排出口２１ｆをこのように形成することで、磨耗粉やメッキカスを溶接用チップ１００の外部に容易に排出でき、２つの分割チャック１１の隙間に溜まるのを抑制できる。このことにより、溶接用チップ１００のメンテナンス頻度を低減でき、ひいては、溶接コストを低減できる。

また、２つの分割チャック１１の隙間に磨耗粉やメッキカスが所定以上に溜まると、チャック１０が溶接ワイヤ３０００を把持する力が弱まり、溶接ワイヤ３０００への給電性能が安定しなくなるおそれがあった。

一方、本実施形態によれば、給電点が収容される第１のチップケース２１に排出口２１ｆを設けることで、磨耗粉やメッキカスを溶接用チップ１００の外部に排出して、チャック１０が溶接ワイヤ３０００を把持する力が弱まるのを抑制できる。このことにより、溶接ワイヤ３０００への給電性能が安定し、良好なアーク溶接を行うことができる。

排出口２１ｆは、２つの分割チャック１１の隙間と側面視で重なるように設けられているのが好ましい。また、２つの分割チャック１１の隙間は、径方向外側に向かうにつれて周方向の幅が広くようにするのがより好ましい。

このようにすることで、磨耗粉やメッキカスを溶接用チップ１００の外部に効率良く排出できる。

また、第１のチップケース２１の内部に、溶接ワイヤ３０００を通過させる貫通孔３１が設けられた絶縁ガイド３０が取り付けられている。

絶縁ガイド３０を設けることで、アーク溶接時に発生するスパッタ等からチャック１０や板バネ４０を保護し、本来の給電点以外の場所でチャック１０から溶接ワイヤ３０００に給電されるのを防止できる。

また、板バネ４０には、溶接ワイヤ３０００を通過させる第３の開口４１が設けられている。板バネ４０はチャック１０を構成する材料よりも耐熱性の高い材料からなることが好ましい。

板バネ４０に第３の開口４１を設けることで、２つの分割チャック１１を径方向外側に付勢しながら、溶接ワイヤ３０００を通過させることができる。

また、板バネ４０の材質を高耐熱性の材料とすることで、アーク溶接時に発生する熱で板バネ４０が変形するのを抑制できる。溶接ワイヤ３０００の先端とワーク２０００の表面との間に発生するアークは非常に高温であり、一部が輻射や熱伝導によりチャック１０に伝搬される。また、２つの分割チャック１１の隙間を通じて板バネ４０にも伝搬される。板バネ４０は、分割チャック１１に比べて体積が小さく、また厚さが非常に薄くなっているため、板バネ４０の耐熱性がチャックと同程度であると、アーク熱によって変形してしまうことがある。このような変形が生じると、板バネ４０がチャック１０を付勢する付勢力が弱まり、ひいては、溶接ワイヤ３０００への給電性能が安定しなくなるおそれがある。

一方、本実施形態によれば、板バネ４０の耐熱性を前述のようにすることで、アーク熱による変形、ひいては板バネ４０がチャック１０を付勢する付勢力が低下するのを抑制できる。このことにより、溶接ワイヤ３０００への給電性能が安定し、良好なアーク溶接を行うことができる。

（その他の実施形態）
なお、前述の実施形態では、溶接ワイヤ３０００が正送と逆送とを繰り返す場合について説明したが、溶接ワイヤ３０００の送給方向は正送のみであってもよい。この場合にも、本願明細書に開示された溶接用チップ１００や溶接トーチ１０００を適用できる。

また、３つ以上の分割チャック１１をチップケース２０内で径方向に沿って配列して、チャック１０を構成するようにしてもよい。この場合も実施形態に示すのと同様に、板バネ４０が複数の分割チャック１１の上側をそれぞれ径方向外側に付勢することで、これらの下側が径方向内側に変位し、複数の分割チャック１１の隙間に溶接ワイヤ３０００が挿通されたときに、分割チャック１１の下側の内側面が溶接ワイヤ３０００への給電点として構成される。また、この場合、板バネ４０は、例えば、円板状の板材を円錐状に折り曲げて先端を除去することで第３の開口４１を設けるようにしてもよい。なお、分割チャック１１の個数は、少ないほうが、溶接用チップ１００の組立や分解、メンテナンスが容易となる。

また、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２との接続構造は、実施形態に示したものに限定されない。例えば、第１のチップケース２１の第１の部分２１ａの側面と、第２のチップケース２２の第６の部分２２ｃの側面にそれぞれ貫通孔（図示せず）を設け、図示しないビス等を挿通して、第１のチップケース２１と第２のチップケース２２とを接続するようにしてもよい。

本発明の溶接用チップは、溶接ワイヤの送給方向によらず、溶接ワイヤへの給電性能を安定にできるため、種々の方式でアーク溶接を行うアーク溶接装置に適用する上で有用である。

１０ チャック
１１ 分割チャック
１１ａ〜１１ｈ 第１〜第８の面
１２ 凸部
１３ 板バネ収容部
２０ チップケース
２１ 第１のチップケース
２１ａ〜２１ｃ 第１〜第３の部分
２１ｄ 第１の開口
２１ｆ 排出口
２１ｇ 第１の切り欠き部
２２ 第２のチップケース
２２ａ〜２２ｃ 第４〜第６の部分
２２ｄ 第２の開口
２２ｅ テーパー部
２３ 溝部
３０ 絶縁ガイド
３１ 貫通孔
４０ 板バネ
４１ 第３の開口
２００ トーチボディ
３００ チップボディ
４００ オリフィス
５００ 絶縁筒
６００ ノズル
１０００ 溶接トーチ
２０００ ワーク
３０００ 溶接ワイヤ

Claims (7)

1. 溶接ワイヤが挿通される第１の開口及び第２の開口が上下方向に所定の間隔をあけて設けられた筒状のチップケースと、
   前記チップケースの内部に収容されたチャックと、
   前記チャックの上部に設けられた板バネ収容部に収容された板バネと、を少なくとも備え、
   前記チャックは、複数の分割チャックが前記チップケースの半径方向に沿って配置されることで構成され、
   前記チップケースの内周面には内周方向に沿って円環状の溝部が設けられ、
   前記分割チャックの外周面には外周方向に沿って凸部が設けられ、
   前記溝部に前記凸部を係合させることで、前記チップケースに前記チャックが位置決めされて取り付けられ、
   前記板バネが前記複数の分割チャックの上側を前記チップケースの半径方向外側に向かってそれぞれ付勢することで、前記複数の分割チャックの下側は前記チップケースの半径方向内側に変位し、
   前記複数の分割チャックの隙間に前記溶接ワイヤが挿通されたときに、前記分割チャックの下側の内側面が前記溶接ワイヤへの給電点として構成されることを特徴とする溶接用チップ。
2. 請求項１に記載の溶接用チップにおいて、
   前記チップケースは、前記第１の開口が設けられた筒状の第１のチップケースと前記第２の開口が設けられた筒状の第２のチップケースとが互いに着脱可能に接続されてなり、
   前記第１のチップケースと前記第２のチップケースとの接続部の内周面に前記溝部が設けられていることを特徴とする溶接用チップ。
3. 請求項２に記載の溶接用チップにおいて、
   第１のチップケースの側面には、前記第１のチップケースをその厚さ方向に貫通し、溶接時に前記給電点の近傍で発生する摩耗粉やメッキカスを外部に排出するための排出口が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする溶接用チップ。
4. 請求項３に記載の溶接用チップにおいて、
   前記排出口は、前記複数の分割チャックの隙間と側面視で重なるように設けられていることを特徴とする溶接用チップ。
5. 請求項２ないし４のいずれか１項に記載の溶接用チップにおいて、
   前記第１のチップケースの内側に、前記溶接ワイヤを通過させる貫通孔が設けられた絶縁ガイドが取り付けられていることを特徴とする溶接用チップ。
6. 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において、
   前記板バネには、前記溶接ワイヤを通過させる第３の開口が設けられていることを特徴とする溶接用チップ。
7. 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において、
   前記板バネは前記チャックを構成する材料よりも耐熱性の高い材料からなることを特徴とする溶接用チップ。

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