JP2021049566A - 溶接トーチ - Google Patents

Abstract

【課題】インシュレータとノズルの間からシールドガスが漏れ出るのを防止するのに適した溶接トーチを提供する。【解決手段】溶接トーチＡ１は、チップボディに外嵌され、先端側に雄ねじ部３２１を有する筒状のインシュレータ３と、基端側に雄ねじ部３２１と螺合する雌ねじ部を有し、先端が開口する筒状のノズルと、インシュレータ３と上記ノズルとの間に介装され、雄ねじ部３２１および上記雌ねじ部の緩みを防止する緩み止め部材６と、を備える。緩み止め部材６は、雄ねじ部３２１および上記雌ねじ部の中心軸線Ｏｘに沿う軸線方向Ｚにおいてインシュレータ３と上記ノズルとの間に挟まれ、かつ軸線方向Ｚにおいて略一定の厚さを有する、無端環状のリング部６１と、リング部６１から径方向内側に延び、かつ雄ねじ部３２１の山径よりも小径である小径部分を有し、雄ねじ部３２１の先端側から基端側への通過を許容する延出部６２と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、溶接トーチに関する。

例えば消耗電極アーク溶接において使用される溶接トーチは、給電チップからの給電を受けて溶接ワイヤが送り出されるように構成される。溶接ワイヤは、給電チップが有するワイヤ挿通孔に通され、このワイヤ挿通孔の内面に接触することにより給電を受ける。溶接トーチは、たとえば特許文献１に記載されている。

溶接トーチは、一般にトーチボディ、チップボディ、インシュレータ（絶縁ブッシュ）、ノズル、および給電チップを備えている。トーチボディは筒状であり、チップボディはトーチボディの先端に取り付けられている。インシュレータはチップボディに外嵌されており、給電チップは、チップボディの先端に取り付けられている。ノズルは、チップボディないし給電チップの外側において、前方に開放する環状空間を形成する筒状部材である。ノズルの基端側には雌ねじ部が設けられており、当該雌ねじ部は、インシュレータの先端側に設けられた雄ねじ部に螺合される。インシュレータとノズルとの間には、緩み止め部材が介装される。緩み止め部材はたとえばスプリングワッシャであり、この緩み止め部材を具備することによって、インシュレータの雄ねじ部とノズルの雌ねじ部とがねじ連結された状態は適切に維持される。

溶接トーチはまた、先端のノズルから不活性ガスなどからなるシールドガスが噴出するように構成されている。溶接トーチにシールドガスが送られると、当該シールドガスは、チップボディの内部を通過し、たとえばチップボディの先端に取り付けられたオリフィス部材を介してノズルの内部空間に送られ、ノズルの先端から噴出させられる。

しかしながら、インシュレータとノズルとの間に介装される緩み止め部材（スプリングワッシャ）は、平ワッシャと異なり周方向の一部が切断されており、厚さ方向においてねじれた形状とされている。このような構成では、インシュレータとノズルの間を伝うシールドガスが、緩み止め部材（スプリングワッシャ）の切断部から漏れ出る場合がある。この場合、ノズルの先端より噴出するシールドガスの流量が減少してしまう。

特開２０１０−２１４４１２号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、インシュレータとノズルの間からシールドガスが漏れ出るのを防止するのに適した溶接トーチを提供することを主たる課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明によって提供される溶接トーチは、筒状のトーチボディと、上記トーチボディの先端に取り付けられるチップボディと、上記チップボディに外嵌され、先端側に雄ねじ部を有する筒状のインシュレータと、基端側に上記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有し、先端が開口する筒状のノズルと、上記インシュレータと上記ノズルとの間に介装され、上記雄ねじ部および上記雌ねじ部の緩みを防止する緩み止め部材と、を備えた溶接トーチであって、上記緩み止め部材は、上記雄ねじ部および上記雌ねじ部の中心軸線に沿う軸線方向において上記インシュレータと上記ノズルとの間に挟まれ、かつ上記軸線方向において略一定の厚さを有する、無端環状のリング部と、上記リング部から径方向内側に延び、かつ上記雄ねじ部の山径よりも小径である小径部分を有し、上記雄ねじ部の先端側から基端側への通過を許容する延出部と、を含む。

好ましい実施の形態においては、上記リング部は、自然状態において当該リング部の厚さ方向において互いに偏倚する部位を含む。

好ましい実施の形態においては、上記リング部は、押圧によって変形可能であり、上記軸線方向において上記インシュレータと上記ノズルとの間に挟まれた状態で弾性復元性を有する。

好ましい実施の形態においては、上記雄ねじ部は、上記軸線方向に沿い、ねじ山が形成されていない切除部を有する。

本発明に係る溶接トーチによれば、緩み止め部材の周方向の一部が切断された構成（たとえばスプリングワッシャ）と異なり、リング部によってインシュレータとノズルとの間が適切に塞がれる。したがって、インシュレータとノズルの間からシールドガスが漏れ出るのを防止することが可能であり、ノズルの先端より噴出するシールドガスの流量減少を阻止することができる。

緩み止め部材の延出部は、リング部から径方向内側に延びており、インシュレータの雄ねじ部の山径よりも小径とされた小径部分を有するとともに、雄ねじ部の先端側から基端側へ通過することが可能である。このような構成によれば、リング部を雄ねじ部の基端側へ通過させると、緩み止め部材はインシュレータに遊嵌された状態となる。したがって、たとえばノズルの交換時に当該ノズルをインシュレータから取り外す際、緩み止め部材が不用意に脱落することは防止される。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る溶接トーチの一例を示す要部縦断面図である。 分解した状態のインシュレータおよび緩み止め部材の一例を示す斜視図である。 図２に示すインシュレータの平面図である。 図２に示す緩み止め部材の側面図である。 図２に示す緩み止め部材の正面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 緩み止め部材の延出部をインシュレータの雄ねじ部の先端側から基端側へ通過させる手順を説明するための図である。 緩み止め部材の他の例を示す正面図である。 図８に示した緩み止め部材の側面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る溶接トーチを示す。本実施形態の溶接トーチＡ１は、トーチボディ１と、チップボディ２と、インシュレータ３と、オリフィス部材４と、ノズル５と、緩み止め部材６と、給電チップ７と、を含んで構成される。

トーチボディ１は筒状であり、トーチボディ１の先端にはチップボディ２が取り付けられている。チップボディ２は、軸線方向に貫通する中心孔２１を有する。このチップボディ２は、トーチボディ１の先端に対し、ねじ手段２２によって取り付けられている。チップボディ２はまた、導電性金属で形成されており、トーチボディ１から溶接電流の給電を受ける。

インシュレータ３は、筒状とされており、チップボディ２の長手方向中間部外面に外嵌されている。本実施形態において、インシュレータ３は、絶縁ブッシュ３１および口金３２を備える。絶縁ブッシュ３１は、たとえば、耐熱性の硬質樹脂などの絶縁部材によって形成され、チップボディ２に対してねじ手段３１１によって連結されている。

図１、図６に示すように、口金３２は、絶縁ブッシュ３１の基端側から先端側にかけて当該絶縁ブッシュ３１に外嵌固定されている。口金３２は、たとえば真鍮などの金属からなる。口金３２の先端側の外周部には、雄ねじ部３２１が形成されている。雄ねじ部３２１は、たとえば台形ねじとして構成される。

図１に示すように、オリフィス部材４は、チップボディ２の長手方向先端部外面に外嵌されている。オリフィス部材４は、チップボディ２の長手方向においてインシュレータ３と隣接するように配置されている。このオリフィス部材４については、さらに後述する。

給電チップ７は、チップボディ２の先端に取り付けられている。給電チップ７は、その基端部がチップボディ２に対してねじ手段７１によって取り付けられている。給電チップ７には、ワイヤを通すためのワイヤ挿通孔７２が基端から先端まで貫通状に形成されている。給電チップ７の基端部において、ワイヤ挿通孔７２はテーパ状であり、溶接トーチＡ１に送給される溶接ワイヤ（図示略）は、当該テーパ状部分で芯出し案内されながら給電チップ７の先端側に送られる。

ノズル５は、チップボディ２ないし給電チップ７の外側において、前方に開放する環状空間を形成する筒状部材である。ノズル５の基端側の内周部には、雌ねじ部５１が形成されている、雌ねじ部５１は、インシュレータ３（口金３２）の雄ねじ部３２１に螺合可能であり、当該雄ねじ部３２１と螺合させられるとこによって、ノズル５がインシュレータ３（口金３２）に取り付けられる。

図２、図３に示すように、本実施形態において、インシュレータ３（口金３２）の雄ねじ部３２１には、切除部３２２が形成されている。切除部３２２は、雄ねじ部３２１においてねじ山が形成されていない部位である。切除部３２２は、雄ねじ部３２１の中心軸線Ｏｘの軸線方向Ｚに沿って形成されている。図６に示すように、切除部３２２は、中心軸線Ｏｘを挟んで対をなすように設けられている。

緩み止め部材６は、インシュレータ３とノズル５との間に介装されており、インシュレータ３の雄ねじ部３２１およびノズル５の雌ねじ部５１の緩みを防止するものである。緩み止め部材６は、リング部６１および延出部６２を含む。

リング部６１は、雄ねじ部３２１および雌ねじ部５１の中心軸線Ｏｘに沿った軸線方向Ｚにおいて、インシュレータ３（本実施形態では絶縁ブッシュ３１）とノズル５の基端との間に挟まれている。また、図１、図２に示すように、リング部６１は、無端環状とされており、軸線方向Ｚにおいて略一定の厚さを有する。

図２、図４、図５に示すように、本実施形態において、リング部６１は、第１部分６１１および第２部分６１２を含む。第１部分６１１および第２部分６１２は、自然状態においてリング部６１の厚さ方向（図４における図中左右方向）において互いに偏倚する部位である。本実施形態で図示した例では、リング部６１の周方向において、３つずつの第１部分６１１および第２部分６１２が交互に設けられている。

延出部６２は、リング部６１から径方向内側に延びている。本実施形態において、図５に示した延出部６２の内径ｄ２は、図３に示した雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも小さい。このようなことから理解されるように、延出部６２は、雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも小径とされた部分を有する。

本実施形態において、延出部６２は、リング部６１における２つの第１部分６１１に対応する部位から延びている。その一方、これら延出部６２の間には切欠き６３が形成されている。この切欠き６３が形成された部位におけるリング部６１の内径ｄ３は、雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも大きい。

図４、図５、図７から理解されるように、リング部６１のうち厚さ方向における一方側（図中右側）に偏倚する部位（２つの第１部分６１１）においては、径方向内側に延出部６２が延びている。リング部６１において延出部６２がつながっていない部位（３つの第２部分６１２と１つの第１部分６１１）においては、径方向内側に切欠き６３が形成されている。

このような構成の緩み止め部材６は、たとえば金属製の波ワッシャの内径側の所定部位（切欠き６３に相当する部位）を打ち抜くことによって形成される。

図４、図５、図７から理解されるように、２つの延出部６２は、雄ねじ部３２１のねじ溝部分に沿ってねじ巻き方向に回して通すことが可能である（図７において図中左側に仮想線で表した緩み止め部材６を参照）。これにより、延出部６２（緩み止め部材６）は、雄ねじ部３２１の先端側から基端側へ通過することが可能である。そして、緩み止め部材６は、雄ねじ部３２１の基端側においてインシュレータ３（口金３２）に遊嵌される（図７において図中右側に仮想線で表した緩み止め部材６を参照）。

このような構成のリング部６１は、押圧によって変形可能である。リング部６１は、図１に示されるように軸線方向Ｚにおいてインシュレータ３とノズル５との間に挟まれた状態にて、弾性復元性を有する。

図１に示したトーチボディ１およびチップボディ２の内部には、たとえばワイヤガイドライナ（図示略）が収容されている。溶接ワイヤ（図示略）は、上記ワイヤガイドライナ内を通って溶接トーチＡ１に送給される。この送給された溶接ワイヤは、トーチボディ１の内部、チップボディ２の内部、給電チップ７のワイヤ挿通孔７２を通って、給電チップ７の先端から導出される。

溶接トーチＡ１はまた、先端のノズル５から不活性ガスなどからなるシールドガスが噴出するように構成されている。具体的には、オリフィス部材４の内周に環状溝４１を形成してチップボディ２の外面との間に環状空間４２を形成するとともに、この環状空間４２とノズル５内空間をオリフィス孔４３により連通させる。また、チップボディ２にその中心孔２１と上記環状空間４２を連通させる通気孔２３を形成している。これにより、溶接トーチＡ１に送られてきたシールドガスは、チップボディ２の中心孔２１内に導入され、通気孔２３、オリフィス部材４の環状空間４２、ないしオリフィス孔４３からノズル５の内部空間に送られ、最終的にノズル５の先端から噴出させられる。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態において、緩み止め部材６は、インシュレータ３とノズル５との間に介装されており、リング部６１および延出部６２を含む。図１に示すように、インシュレータ３（口金３２）の雄ねじ部３２１とノズル５の雌ねじ部５１とを連結した際、リング部６１は、軸線方向Ｚにおいてインシュレータ３（口金３２）とノズル５の先端との間に挟まれる。リング部６１は、無端環状とされており、軸線方向Ｚにおいて略一定の厚さを有する。このようなリング部６１を有する構成によれば、緩み止め部材の周方向の一部が切断された構成（たとえばスプリングワッシャ）と異なり、リング部６１によってインシュレータ３（口金３２）とノズル５の先端との間が適切に塞がれる。したがって、インシュレータ３とノズル５の間からシールドガスが漏れ出るのを防止することが可能であり、ノズル５の先端より噴出するシールドガスの流量減少を阻止することができる。

緩み止め部材６の延出部６２は、リング部６１から径方向内側に延びている。延出部６２は、雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも小径とされた小径部分を有するとともに、雄ねじ部３２１の先端側から基端側へ通過することが可能である。このような構成によれば、リング部６１を雄ねじ部３２１の基端側へ通過させると、緩み止め部材６はインシュレータ３（口金３２）に遊嵌された状態となる。したがって、たとえばノズル５の交換時に当該ノズル５をインシュレータ３から取り外す際、緩み止め部材６が不用意に脱落することは防止される。

リング部６１は、自然状態において当該リング部６１の厚さ方向において互いに偏倚する部位（第１部分６１１および第２部分６１２）を含む。また、リング部６１は、押圧によって変形可能であり、軸線方向Ｚにおいてインシュレータ３とノズル５との間に挟まれた状態にて、弾性復元性を有する。このような構成によれば、インシュレータ３（口金３２の）雄ねじ部３２１とノズル５の雌ねじ部５１とが緩むのを防止し、インシュレータ３とノズル５のねじ連結状態が適切に維持される。

本実施形態において、雄ねじ部３２１は、軸線方向Ｚに沿ってねじ山が形成されていない切除部３２２を有する。このような切除部３２２が形成されることによって、溶接時に発生するスパッタ等の塵埃がインシュレータ３（口金３２）およびノズル５の間に噛み込むのを抑制することができる。また、チップボディ２の内部からノズル５の内部空間に流れ出たシールドガスは切除部３２２を通じてノズル５の基端側に到達しやすくなるが、上記のように、緩み止め部材６が介在することにより、インシュレータ３とノズル５の間からシールドガスが漏れ出るのを防止することができる。

図８、図９は、溶接トーチＡ１を構成する緩み止め部材の他の例を示している。同図に示した緩み止め部材６’は、上述の緩み止め部材６と同様に、リング部６１および延出部６２を含む。リング部６１は、主板部６１３と、複数の突起６１４とを有する。

主板部６１３は、略円環状とされており、略一定の厚さを有する。複数（本実施形態では３つ）の突起６１４は主板部６１３の周方向において略均等に設けられている。これら突起６１４は、主板部６１３の厚さ方向における一方側に突出している。主板部６１３および突起６１４は、自然状態においてリング部６１の厚さ方向（図９における図中左右方向）において互いに偏倚する部位である。

延出部６２は、リング部６１（主板部６１３）から径方向内側に延びている。本実施形態では周方向において互いに分離する６つの板状の延出部６２が放射状に設けられている。隣接する延出部６２の間には、スリット６４が形成されている。延出部６２は、主板部６１３の厚さ方向一方側に傾斜しており、当該傾斜方向へ比較的容易に撓み変化可能である。

本実施形態において、図８に示した延出部６２の内径ｄ２は、図３に示した雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも小さい。これにより、延出部６２は、雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも小径とされた部分を有する。一方、リング部６１（主板部６１３）の内径ｄ３は、雄ねじ部３２１の山径ｄ１よりも大きい。

このような構成の緩み止め部材６’は、たとえば金属製のプッシュナットの所定部位（突起６１４に相当する部位）をプレス加工により隆起させることによって形成される。

緩み止め部材６’は、雄ねじ部３２１の先端側から基端側に向けて押し込むことによって複数の延出部６２が撓み変形し、雄ねじ部３２１の先端側から基端側へ通過することが可能である。

このような構成のリング部６１（複数の突起６１４）は、押圧によって変形可能である。リング部６１（複数の突起６１４）は、図１に示した軸線方向Ｚにおいてインシュレータ３とノズル５との間に挟まれた状態にて、弾性復元性を有する。

このような緩み止め部材６'を備えた溶接トーチＡ１においても、上記の緩み止め部材６を具備する溶接トーチＡ１について述べたのと同様の作用効果を奏する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。

Ａ１：溶接トーチ、１：トーチボディ、２：チップボディ、３：インシュレータ、３２１：雄ねじ部、３２２：切除部、５：ノズル、５１：雌ねじ部、６，６’：緩み止め部材、６１：リング部、６２：延出部、Ｏｘ：中心軸線、ｄ１：（雄ねじ部の）山径、Ｚ：軸線方向

Claims (4)

1. 筒状のトーチボディと、
   上記トーチボディの先端に取り付けられるチップボディと、
   上記チップボディに外嵌され、先端側に雄ねじ部を有する筒状のインシュレータと、
   基端側に上記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有し、先端が開口する筒状のノズルと、
   上記インシュレータと上記ノズルとの間に介装され、上記雄ねじ部および上記雌ねじ部の緩みを防止する緩み止め部材と、を備えた溶接トーチであって、
   上記緩み止め部材は、上記雄ねじ部および上記雌ねじ部の中心軸線に沿う軸線方向において上記インシュレータと上記ノズルとの間に挟まれ、かつ上記軸線方向において略一定の厚さを有する、無端環状のリング部と、
   上記リング部から径方向内側に延び、かつ上記雄ねじ部の山径よりも小径である小径部分を有し、上記雄ねじ部の先端側から基端側への通過を許容する延出部と、を含む、溶接トーチ。
2. 上記リング部は、自然状態において当該リング部の厚さ方向において互いに偏倚する部位を含む、請求項１に記載の溶接トーチ。
3. 上記リング部は、押圧によって変形可能であり、上記軸線方向において上記インシュレータと上記ノズルとの間に挟まれた状態で弾性復元性を有する、請求項２に記載の溶接トーチ。
4. 上記雄ねじ部は、上記軸線方向に沿い、ねじ山が形成されていない切除部を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の溶接トーチ。

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